JPS5936131Y2 - 液冷回転子形回転電機の冷却液導出入装置 - Google Patents
液冷回転子形回転電機の冷却液導出入装置Info
- Publication number
- JPS5936131Y2 JPS5936131Y2 JP7002779U JP7002779U JPS5936131Y2 JP S5936131 Y2 JPS5936131 Y2 JP S5936131Y2 JP 7002779 U JP7002779 U JP 7002779U JP 7002779 U JP7002779 U JP 7002779U JP S5936131 Y2 JPS5936131 Y2 JP S5936131Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- coolant
- liquid
- outlet chamber
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は冷却液を回転子に循環させてこれを冷却する
液冷回転手形回転電機、特にその冷却液の導出入装置に
関するものである。
液冷回転手形回転電機、特にその冷却液の導出入装置に
関するものである。
周知のように、回転電機にあってその単機容量を増大す
るには、温度上昇をいかに抑えるか、つ捷り幼果的な冷
却をいかに実現するかにかかつている。
るには、温度上昇をいかに抑えるか、つ捷り幼果的な冷
却をいかに実現するかにかかつている。
換言すれば、回転電機の容量はその温度上昇すなわち冷
却性能により決するといっても過言ではない。
却性能により決するといっても過言ではない。
他方、回転電機のうちの発電機、特にタービン発電機は
発電所建設の動車化の点から1す捷すその単機容量の増
大が必要となってきている。
発電所建設の動車化の点から1す捷すその単機容量の増
大が必要となってきている。
ところで、これ昔でタービン発電機の冷却には水素ガス
を循環する冷却方式が採用され、単機容量の増大が実現
されてきたが、すでに限界ともいえる状態にあり、水素
ガス冷却では現在以上の飛躍的な容量の増大が期待でき
ない。
を循環する冷却方式が採用され、単機容量の増大が実現
されてきたが、すでに限界ともいえる状態にあり、水素
ガス冷却では現在以上の飛躍的な容量の増大が期待でき
ない。
そこで別の冷却方式の実用化が強く車重れるところであ
る。
る。
この要求に応えるには、冷却媒体として水素ガスに代え
て冷却効率の良い冷却流体例えば水を利用することが考
えられる。
て冷却効率の良い冷却流体例えば水を利用することが考
えられる。
この考えのもとに、固定子に冷却液を循環させてこれを
冷却することはすでに提案され、実現されているが、こ
れを発展させ首尾よく回転子に寸で冷却液を循環させる
ことができれば、冷却効果を飛躍的に増大させることが
できる。
冷却することはすでに提案され、実現されているが、こ
れを発展させ首尾よく回転子に寸で冷却液を循環させる
ことができれば、冷却効果を飛躍的に増大させることが
できる。
ところが、タービン発電機を例にとった場合、回転子は
通常毎分3.600回転(60Hz)もの高速度で回転
して釦す、かかる高速回転体にいかにして冷却液を導入
し、かつこれを導出するかが実現のための最大の問題で
あり、これが液冷回転手形回転電機の普及を阻害してき
た。
通常毎分3.600回転(60Hz)もの高速度で回転
して釦す、かかる高速回転体にいかにして冷却液を導入
し、かつこれを導出するかが実現のための最大の問題で
あり、これが液冷回転手形回転電機の普及を阻害してき
た。
第1図は従来考えられた液冷回転子の冷却液導出入装置
を示す図であり、1は送給ポンプ(図示せず)を介して
冷却液例えば純水が供給される入口管である。
を示す図であり、1は送給ポンプ(図示せず)を介して
冷却液例えば純水が供給される入口管である。
冷却液として純水が用いられるのは次の理由による。
冷却液は後述のように各管内及び回転子コイル内を循環
せられるものであるから、もしかかる冷却液として不純
物の混入した水を用いた場合、その不純物のため各管及
び回転子コイルが腐蝕することになり、このため何等の
不純物をも含オない純水を用いることが車重しいわけで
ある。
せられるものであるから、もしかかる冷却液として不純
物の混入した水を用いた場合、その不純物のため各管及
び回転子コイルが腐蝕することになり、このため何等の
不純物をも含オない純水を用いることが車重しいわけで
ある。
2は開口部2aを有しこの開口部を介して上記入口管1
からの冷却液を受は入れる円管状の流入管であり、その
中空内部2bは冷却液の流入路となる。
からの冷却液を受は入れる円管状の流入管であり、その
中空内部2bは冷却液の流入路となる。
3は上記流入管2の周囲に所定の間隙を釦いて設けられ
た円管状の流出管であり、流入管2との間の間隙3bは
冷却液の流出路となる。
た円管状の流出管であり、流入管2との間の間隙3bは
冷却液の流出路となる。
3aはこの流出管3の一端に設けられた開口部であり、
この開口部を介して冷却液が排出される。
この開口部を介して冷却液が排出される。
なむ3cはこの開口端面である。
ところで上記流出管3と流入管2は第2図のように一体
に結合されて給排管4を構成する。
に結合されて給排管4を構成する。
即ち第2図に鮫いて、2cは流入管2の外周にこれと一
体に形成された複数個(図は6個の場合を示す)の突出
片であり、この突出片2cは流出管3との間のスペーサ
となって流入管2と流出管3とを一体に結合すると共に
両管2,3の補強の役目を兼ねている。
体に形成された複数個(図は6個の場合を示す)の突出
片であり、この突出片2cは流出管3との間のスペーサ
となって流入管2と流出管3とを一体に結合すると共に
両管2,3の補強の役目を兼ねている。
この突出片2cを有した流入管2と流出管3とは例えば
焼ばめ等により堅固に一体結合され、給排管4を構成す
る。
焼ばめ等により堅固に一体結合され、給排管4を構成す
る。
4aはこの給排管4の終端に形成されたフランジ、5ば
このフランジと密着し例えばボルト(図示せず)などに
より結合されるフランジ5aを有した回転電機の回転子
軸であり、この回転子軸にはいう昔でもなく回転子コイ
ル(図示せず)が装着されている。
このフランジと密着し例えばボルト(図示せず)などに
より結合されるフランジ5aを有した回転電機の回転子
軸であり、この回転子軸にはいう昔でもなく回転子コイ
ル(図示せず)が装着されている。
昔たこの回転子軸5には図から明らかなように、上記給
排管4の流入路2b及び流出路3bはそれぞれ連通する
流入路5bと流出路5cとが設けられ、流入路5bから
送給された冷却液は回転子コイルを循環したのち流出路
5cに排出されるようになっている。
排管4の流入路2b及び流出路3bはそれぞれ連通する
流入路5bと流出路5cとが設けられ、流入路5bから
送給された冷却液は回転子コイルを循環したのち流出路
5cに排出されるようになっている。
なお図中の矢印は冷却液の流れを示すものであるが、上
記のように回転子コイルを循環冷却した後、流出路5c
、3bを経由して流出管3の開口部3aから排出される
。
記のように回転子コイルを循環冷却した後、流出路5c
、3bを経由して流出管3の開口部3aから排出される
。
61はこの開口部3aからの排出液を受は入れるための
第1の出口室であり、冷却液(純水)が大気と接触して
汚染されるのを防止するため常に冷却液が充満状態を保
つように構成されている。
第1の出口室であり、冷却液(純水)が大気と接触して
汚染されるのを防止するため常に冷却液が充満状態を保
つように構成されている。
71はこの第1の出口室の冷却液を導出するための第1
の出口管であり、この第1の出口管から導出された冷却
液は上記のように大気と接触せず汚染されていないから
、熱交換器(図示せず)等により温度を下げた後送給ポ
ンプ(図示せず)を介して再び入口管1に送給され、再
循環に供される。
の出口管であり、この第1の出口管から導出された冷却
液は上記のように大気と接触せず汚染されていないから
、熱交換器(図示せず)等により温度を下げた後送給ポ
ンプ(図示せず)を介して再び入口管1に送給され、再
循環に供される。
81は入口管1内から冷却液が第1の出口室61に漏れ
るのを抑えるための第1のラビリンスシールであり、回
転部と固定部との間の漏液を皆無にすることが不可能で
あることから、専ら漏れをいかに少なく抑えるかの努力
が払われる。
るのを抑えるための第1のラビリンスシールであり、回
転部と固定部との間の漏液を皆無にすることが不可能で
あることから、専ら漏れをいかに少なく抑えるかの努力
が払われる。
この漏液は上記のように第1の出口管71を介して再度
循環に供されるから大きな問題とはならないが、あ1り
に漏れ量が多いと効率が悪くなるから少ない方が車重し
いことはいう昔でもない。
循環に供されるから大きな問題とはならないが、あ1り
に漏れ量が多いと効率が悪くなるから少ない方が車重し
いことはいう昔でもない。
82は上記第1の出口室61と回転する給排管4との間
の漏れを抑えるための第2のラビリンスシール、62ば
この第2のラビリンスシールをすり抜けた第1の出口室
61からの漏液を受は入れる第2の出口室である。
の漏れを抑えるための第2のラビリンスシール、62ば
この第2のラビリンスシールをすり抜けた第1の出口室
61からの漏液を受は入れる第2の出口室である。
この第2の出口室62は上記第1の出口室61とは異な
り冷却液が充満することがなく、したがって冷却液(純
水)が大気と接触して汚染される耘それがある。
り冷却液が充満することがなく、したがって冷却液(純
水)が大気と接触して汚染される耘それがある。
9はこれを防止するための供気管であり、この供気管を
介して第2の出口室62に窒素、水素などのしやへい気
体を常時供給することにより、第2の出口室62内の圧
力を常に大気圧より僅かに高い状態に保ち、第2の出口
室への大気の侵入を阻止することとしている。
介して第2の出口室62に窒素、水素などのしやへい気
体を常時供給することにより、第2の出口室62内の圧
力を常に大気圧より僅かに高い状態に保ち、第2の出口
室への大気の侵入を阻止することとしている。
したがってこの第2の出口室62の漏液も大気と接触せ
ず汚染されていないから、第2の出口管72から導出し
た冷却液は上記第1の出口室61から導出した冷却液と
同様、熱交換器、送給ポンプ(何れも図示せず)を介し
て再循環に供される。
ず汚染されていないから、第2の出口管72から導出し
た冷却液は上記第1の出口室61から導出した冷却液と
同様、熱交換器、送給ポンプ(何れも図示せず)を介し
て再循環に供される。
83は上記第2の出口室62と回転する給排管4との間
の漏れを抑えるための第3のラビリンスシール、63は
この第3のラビリンスシールをすり抜けた第2の出口室
62からの漏液を受は入れる第3の出口室、73はこの
第3の出口室に連通ずる第3の出口管である。
の漏れを抑えるための第3のラビリンスシール、63は
この第3のラビリンスシールをすり抜けた第2の出口室
62からの漏液を受は入れる第3の出口室、73はこの
第3の出口室に連通ずる第3の出口管である。
第3の出口室63へ至る冷却液は、2段のシール82゜
83の幼果により少量であるから、大気とのしやへいを
行わず、したがって第3の出口管73から導出した冷却
液は再循環に供することなくその1捷廃棄する。
83の幼果により少量であるから、大気とのしやへいを
行わず、したがって第3の出口管73から導出した冷却
液は再循環に供することなくその1捷廃棄する。
もちろん再処理装置に送り込み、純水化処理して再循環
に供し得ることも可能である。
に供し得ることも可能である。
上記装置により一応所期の目的を達成することができる
。
。
ところで回転子軸5は軸受(図示せず)により支承され
るが、給排管4は図から明らかなように出口室等のため
に軸受を設けることができず回転子軸5にオーバー・・
ングの形で支承されることになる。
るが、給排管4は図から明らかなように出口室等のため
に軸受を設けることができず回転子軸5にオーバー・・
ングの形で支承されることになる。
このため常に給排管4の軸振れの問題にさらされる。
軸振ればシール効果を損なうことになり好捷しくない。
この軸振れは給排管4が長い程起こり易く、したがって
これが短かい程よいわけであるが、上記従来装置では出
口室が3つもあり、それだけ給排管4を長くしなければ
ならず、軸振れの危険が増すことになる。
これが短かい程よいわけであるが、上記従来装置では出
口室が3つもあり、それだけ給排管4を長くしなければ
ならず、軸振れの危険が増すことになる。
また上記従来装置では出口室61を満水状態に保つもの
としているので、出口室61のケーシングのシールを緊
密にしなければならないうえ、満水であるため水と給水
管4との摩擦による動力損が大きいという難点があった
。
としているので、出口室61のケーシングのシールを緊
密にしなければならないうえ、満水であるため水と給水
管4との摩擦による動力損が大きいという難点があった
。
この難点を解消するには第3図のように出口室を2つに
し、しかも何れの出口室をも満水にしないことが考えら
れる。
し、しかも何れの出口室をも満水にしないことが考えら
れる。
即ち第3図にトいて、612は第1図に釦ける出口室6
1゜62を一体にしてなる出口室、712はこの出口室
に連通された出口管であり、他は第1図と同様である。
1゜62を一体にしてなる出口室、712はこの出口室
に連通された出口管であり、他は第1図と同様である。
この第3図の考え方は、出口室612を満水とせず、そ
のため大気との接触を避ける意味から出口室612に供
気管9から窒素、水素などのしやへい気体を供給し、出
口室612内の圧力を大気圧より高い値に保って大気の
浸入を防止する考え方である。
のため大気との接触を避ける意味から出口室612に供
気管9から窒素、水素などのしやへい気体を供給し、出
口室612内の圧力を大気圧より高い値に保って大気の
浸入を防止する考え方である。
即ち第1図にかける2つの出口室6L62を1つにオと
めたもので、その出口管712から導出された冷却液は
第1図と肉様再循環に供するものとしている。
めたもので、その出口管712から導出された冷却液は
第1図と肉様再循環に供するものとしている。
この第3図によれば上記第1図の難点は一応回避できる
が、次のような大きな問題を残すことになる。
が、次のような大きな問題を残すことになる。
その問題とは、キャビテーションつ丑り液体中に溶は込
んでいた気体が液体の圧力が下がると析出して気泡とな
り、これが圧力の高いところへ行くとその圧力によって
破壊され、その際異常な高圧を発生し騒音を発すると共
に、その付近の金属面を浸蝕することである。
んでいた気体が液体の圧力が下がると析出して気泡とな
り、これが圧力の高いところへ行くとその圧力によって
破壊され、その際異常な高圧を発生し騒音を発すると共
に、その付近の金属面を浸蝕することである。
即ち流出管3の開口部3aからの排液を受は入れる出口
室612内の圧力が満水のときほど高くないため、冷却
液が抵抗なく排出されることとなり、このため流出路3
b、5c、回転子コイル(図示せず)等の冷却液管中に
キャビテーションを生ずることになり、その部分を壊食
してし捷うのである。
室612内の圧力が満水のときほど高くないため、冷却
液が抵抗なく排出されることとなり、このため流出路3
b、5c、回転子コイル(図示せず)等の冷却液管中に
キャビテーションを生ずることになり、その部分を壊食
してし捷うのである。
第1図にトいて流出管3からの排液を受は入れる出口室
61を満水状態に保持したのば、冷却液が大気と接触し
て汚染されるのを防止することと上記キャビテーション
防止のためであり、したがって従来出口室を満水状態に
保持するのは不可欠の条件であると考えられ、このため
上述した如き各種難点はいたし方のないものとされてい
た。
61を満水状態に保持したのば、冷却液が大気と接触し
て汚染されるのを防止することと上記キャビテーション
防止のためであり、したがって従来出口室を満水状態に
保持するのは不可欠の条件であると考えられ、このため
上述した如き各種難点はいたし方のないものとされてい
た。
さて、上記第3図の考え方をさらに発展させ、第1図の
各種難点はもとより、キャビテーションの問題をも解消
し得る冷却液導出入装置として第4図の装置が考えられ
る。
各種難点はもとより、キャビテーションの問題をも解消
し得る冷却液導出入装置として第4図の装置が考えられ
る。
第4図にあ・いて10は小孔10aを有した放出リング
であり、上台DJ一孔10aが開口部3aに対向する如
く、例えば焼ばめ等により流入管に固着される。
であり、上台DJ一孔10aが開口部3aに対向する如
く、例えば焼ばめ等により流入管に固着される。
したがって流出管3からの冷却液は放出リング10の小
孔10aを介して出口室612に排出されることになる
。
孔10aを介して出口室612に排出されることになる
。
即ち放出リング10は冷却液の排出に際してオリフィス
作用つ寸り冷却液の排出口を絞って圧力損失を発生させ
る作用を呈することとなる。
作用つ寸り冷却液の排出口を絞って圧力損失を発生させ
る作用を呈することとなる。
このため第3図で問題になったキャビテーションを確実
に防止することが可能となる。
に防止することが可能となる。
キャビテーションの問題を解消できたことにより、もは
や出口室612を満水状態に保持する必要がなく、した
がって出口室を2個に減少することが実現できる。
や出口室612を満水状態に保持する必要がなく、した
がって出口室を2個に減少することが実現できる。
このため給排管4の長さを第1図に比し短かくできるの
で軸振れの危険を減することができ、捷た満水状態にし
ないので出口室612のケーシングのシールつ渣り前記
第2のラビリンスシール82の構造が簡単になるうえ、
給排管4が冷却液の中で回ることにより給排管4と冷却
液管に発生する摩擦による動力損を解消できるという冷
却液導出入装置を得ることができる。
で軸振れの危険を減することができ、捷た満水状態にし
ないので出口室612のケーシングのシールつ渣り前記
第2のラビリンスシール82の構造が簡単になるうえ、
給排管4が冷却液の中で回ることにより給排管4と冷却
液管に発生する摩擦による動力損を解消できるという冷
却液導出入装置を得ることができる。
ところで、放出リングは給排管に焼嵌されてトリ、放出
リングには円周方向に引張り応力が発生している。
リングには円周方向に引張り応力が発生している。
放出リングの小孔部ではこの引張り応力が小孔を有する
ための切欠き効果により他の部分より高くなりすぎ、そ
のため放出リングと給排管との焼嵌代を大きくすること
ができない。
ための切欠き効果により他の部分より高くなりすぎ、そ
のため放出リングと給排管との焼嵌代を大きくすること
ができない。
しかもこの放出リングの内側には水圧が加わっているた
めに焼嵌めが緩んで軸方向に移動する恐れがある。
めに焼嵌めが緩んで軸方向に移動する恐れがある。
この考案は上記不都合を解消すべくなされたもので、放
出リングの外側に押えリングを焼嵌めすることにより放
出リングの軸方向移動を阻止した冷却液の導出入装置を
提供することを目的とする。
出リングの外側に押えリングを焼嵌めすることにより放
出リングの軸方向移動を阻止した冷却液の導出入装置を
提供することを目的とする。
第5図はこの考案による導出入装置の一実施例を示す図
であり、図中第4図と同じ符号は同一または相当部分で
ある。
であり、図中第4図と同じ符号は同一または相当部分で
ある。
すなわちこの発明は放出リング10とこの放出リング1
0の側面から流入管2の外周に押えリング11を焼嵌め
するようにしたもので、押えリング11には放出リング
10に設けられる小孔10aがないため放出リング10
より押えリング11の焼嵌代を大きくとることができる
ので、放出リング10の小孔10a部の応力を小さくで
きると同時に押えリング11の焼嵌代を大きくすること
により放出リング10の抜は出しを防止できる幼果があ
る。
0の側面から流入管2の外周に押えリング11を焼嵌め
するようにしたもので、押えリング11には放出リング
10に設けられる小孔10aがないため放出リング10
より押えリング11の焼嵌代を大きくとることができる
ので、放出リング10の小孔10a部の応力を小さくで
きると同時に押えリング11の焼嵌代を大きくすること
により放出リング10の抜は出しを防止できる幼果があ
る。
第1図は従来の冷却液導出入装置を示す図、第2図は第
1図の■−■線における断面図、第3図はこの考案に至
る前に考えられる導出入装置を示す図、第4図は第3図
を発展させたさらにこの考案に至る前に考えられる導出
入装置を示す図、第5図はこの考案による導出入装置の
一実施例を示す図である。 なに上記各図中同一符号は同一または相当部分を示すも
のであり、1は入口管、2は流入管で、2aはその開口
部、2bは流入路、2cは突出片、3は流出管で、3a
はその開口部、3bは流出路、3cは開口溝面、4は給
排管で、4aはそのフランジ、5は回転子軸で、5aは
そのフランジ、5bは流入路、5cは流出路、6L62
,63゜612は出口室、71.72,73,712は
出口管、81,82,83.84はラビリンスシール、
9は供気管、10は放出リングで、10aはその小孔、
11は押えリングである。
1図の■−■線における断面図、第3図はこの考案に至
る前に考えられる導出入装置を示す図、第4図は第3図
を発展させたさらにこの考案に至る前に考えられる導出
入装置を示す図、第5図はこの考案による導出入装置の
一実施例を示す図である。 なに上記各図中同一符号は同一または相当部分を示すも
のであり、1は入口管、2は流入管で、2aはその開口
部、2bは流入路、2cは突出片、3は流出管で、3a
はその開口部、3bは流出路、3cは開口溝面、4は給
排管で、4aはそのフランジ、5は回転子軸で、5aは
そのフランジ、5bは流入路、5cは流出路、6L62
,63゜612は出口室、71.72,73,712は
出口管、81,82,83.84はラビリンスシール、
9は供気管、10は放出リングで、10aはその小孔、
11は押えリングである。
Claims (1)
- 一端が回転子軸に結合され、他端が開口して冷却液を導
入する円管状の流入管、この流入管の外周に間隙をpい
て配置され、その間隙を介して冷却液を導出する一端が
上記回転子軸に結合された円管状の流出管、この流出管
の他端に設けられた冷却液を排出する開口部、この開口
部を覆い一端が上記流出管の開口端面に接するように上
記流入管に嵌め込渣れ前記開口部に対向する位置に小孔
を有した放出リング、この放出リングの他端に接するよ
うに上記流入管に嵌め込1れた押えリングを備えたこと
を特徴とする液冷回転手形回転電機の冷却液導出入装置
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7002779U JPS5936131Y2 (ja) | 1979-05-22 | 1979-05-22 | 液冷回転子形回転電機の冷却液導出入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7002779U JPS5936131Y2 (ja) | 1979-05-22 | 1979-05-22 | 液冷回転子形回転電機の冷却液導出入装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55167760U JPS55167760U (ja) | 1980-12-02 |
JPS5936131Y2 true JPS5936131Y2 (ja) | 1984-10-05 |
Family
ID=29303798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7002779U Expired JPS5936131Y2 (ja) | 1979-05-22 | 1979-05-22 | 液冷回転子形回転電機の冷却液導出入装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5936131Y2 (ja) |
-
1979
- 1979-05-22 JP JP7002779U patent/JPS5936131Y2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55167760U (ja) | 1980-12-02 |
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