JPS6038937B2 - Coolant inlet/output device for liquid-cooled rotor-type rotating electric machines - Google Patents
Coolant inlet/output device for liquid-cooled rotor-type rotating electric machinesInfo
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- JPS6038937B2 JPS6038937B2 JP6438679A JP6438679A JPS6038937B2 JP S6038937 B2 JPS6038937 B2 JP S6038937B2 JP 6438679 A JP6438679 A JP 6438679A JP 6438679 A JP6438679 A JP 6438679A JP S6038937 B2 JPS6038937 B2 JP S6038937B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
- H02K9/193—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil with provision for replenishing the cooling medium; with means for preventing leakage of the cooling medium
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は冷却液を回転子に循環させてこれを冷却する
液冷回転子形回転電機、特にその冷却液の導出入装置に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid-cooled rotor-type rotating electric machine that circulates a coolant around a rotor to cool the rotor, and particularly to a coolant introduction/intake device thereof.
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、つまり効果的な冷
却をいかに実現するかにか)つている。As is well known, in order to increase the capacity of a rotating electric machine, the problem is how to suppress temperature rise, that is, how to achieve effective cooling.
換言すれば、回転電機の容量はその温度上昇すなわち冷
却性能により決まるといっても過言ではない。他方、回
転電機にうちの発電機、特にタービン発電機は発電所建
設の効率化の点からますま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、これまでタービン発電機
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
る状態であり、水素ガス冷却では現在以上の飛躍的な容
量の増大が特できない。そこで別の冷却方式の実用化が
強く望まれるところである。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。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
尾よく回転子にま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3600回転(60HZ)もの度速で回転しており、
か)る高速回転体にいかにして冷却液を導入し、、かつ
これを導出するかゞ実現のための最大の問題であり、こ
れが液冷回転子形回転電機の普及を阻害してきた。In other words, it is no exaggeration to say that the capacity of a rotating electrical machine is determined by its temperature rise, that is, its cooling performance. On the other hand, in order to improve the efficiency of power plant construction, it is increasingly necessary to increase the capacity of generators used in rotating electric machines, especially turbine generators. By the way, a cooling method that circulates hydrogen gas has been used to cool turbine generators so far, and an increase in the capacity of a single unit has been achieved, but this has already reached its limit. It is not possible to increase the capacity. Therefore, there is a strong desire to put another cooling method into practical use. To meet this demand, it is conceivable to use a cooling fluid with good cooling efficiency, such as water, instead of hydrogen gas as the cooling medium. Based on this idea, it has already been proposed and realized to cool the stator by circulating the coolant, but if we can develop this and successfully circulate the coolant to the rotor. , the cooling effect can be dramatically increased. However, in the case of a turbine generator, the rotor normally rotates at a speed of 3,600 revolutions per minute (60Hz).
The biggest problem in achieving this is how to introduce and extract coolant into a high-speed rotating body, and this has hindered the spread of liquid-cooled rotor-type rotating electric machines.
第1図は従釆考えられた液袷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。Fig. 1 is a diagram showing a coolant inlet/output device for a liquid rotor that has been considered as a sub-chamber, and 1 is an inlet pipe to which coolant, such as pure water, is supplied via a feed pump (not shown). be.
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)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
回転子コイルが腐触することになり、このため何等の不
純物をも含まない純水を用いることが望ましいわけであ
る。2は開口部2aを有しこの関口部を介して上記入口
管1からの冷却液を受け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。The reason why pure water is used as a cooling liquid is as follows. As described below, the coolant is circulated within each tube and rotor coil, so if water containing impurities is used as the coolant, the impurities may cause each tube and rotor coil to become damaged. Therefore, it is desirable to use pure water that does not contain any impurities. 2 is a circular inflow pipe having an opening 2a and receiving the cooling liquid from the inlet pipe 1 through the entrance part;
The hollow interior 2b serves as an inflow path for the cooling liquid.
3は上記流入管2の周囲に所定の間隙をおいて設けられ
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。Reference numeral 3 denotes a circular outflow pipe provided around the inflow pipe 2 with a predetermined gap therebetween, and the gap 3b between the inflow pipe 2 and the inflow pipe 2 serves as an outflow path for the coolant.
3aはこの流出管3の一端に設けられた開口部であり、
この閉口部を介して冷却液が排出される。3a is an opening provided at one end of this outflow pipe 3;
Coolant is discharged through this closure.
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。Incidentally, the outflow pipe 3 and the inflow pipe 2 are integrally connected to form a supply/discharge pipe 4 as shown in FIG.
即ち第2図において、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との間のスべ−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とは例えば糠ばめ等により
堅固に一体結合され、給排管4を構成する。4aはこの
給擬管4の終端に形成されたフランジ、5はこのフラン
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までもなく回転子コイル(図示せ
ず)が装着されている。That is, in FIG. 2, 2c is a plurality of protruding pieces (the figure shows a case of six pieces) formed integrally with the outer periphery of the inflow pipe 2, and these protruding pieces 2c are connected to the outflow pipe 3. It acts as a spacer to integrally connect the inflow pipe 2 and the outflow pipe 3, and also serves to reinforce both pipes 2 and 3. This protruding piece 2c
The inflow pipe 2 and the outflow pipe 3 are firmly connected together by, for example, brazing, and form a supply/discharge pipe 4. 4a is a flange formed at the terminal end of the supply pipe 4; 5 is a rotor shaft of a rotating electric machine having a flange 5a that is in close contact with this flange and connected, for example, with a bolt (not shown);
Needless to say, a rotor coil (not shown) is attached to this rotor shaft.
またこの回転子軸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にそれぞれ連通する
流入路5bと流出略5cとが設けられ、流入路5bから
逆讃舎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、流出略5c,30を経由し
て流出管3の関口部3aから排出される。61‘まこの
関口部3aからの排出液を受け入れるための第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。Further, as is clear from the figure, this rotor shaft 5 is provided with an inflow passage 5b and an outflow passage 5c which communicate with the inflow passage 2b and the outflow passage 3b of the supply/discharge pipe 4, respectively. The collected coolant circulates through the rotor coil and then is discharged into the outflow passage 5c. Note that the arrows in the figure indicate the flow of the cooling liquid, and after the rotor coil is circulated and cooled as described above, it is discharged from the exit part 3a of the outflow pipe 3 via the outflows 5c and 30. . 61' This is the first outlet chamber for receiving the discharged liquid from the Mako Sekiguchi 3a, and is always filled with the cooling liquid to prevent the cooling liquid (pure water) from coming into contact with the atmosphere and being contaminated. It is configured to keep
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11こ送給され、
再循環に供される。71 is a first outlet chamber for discharging the cooling liquid from this first outlet chamber.
As mentioned above, the coolant drawn out from this first outlet pipe does not come into contact with the atmosphere and is not contaminated, so it is cooled by a heat exchanger (not shown) or the like before being sent. The inlet pipe 11 is again fed via a feed pump (not shown),
Subject to recirculation.
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−ルであり、回
転部と固定部との間の濠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。Reference numeral 81 designates a first labyrinth seal for preventing the cooling liquid from leaking from inside the inlet pipe 1 to the first outlet chamber 61, and it is possible to completely eliminate moat liquid between the rotating part and the fixed part. Since this is impossible, efforts are made exclusively to minimize leakage.
この漏液は上記のように第1の出口管71を介して再度
循環されるから大きな問題とはならないが、あまりに漏
れ量が多いと効率が悪くなるから少ない方が望ましいこ
とはいうまでもない。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はこの第2のラビリンスシールをす
り抜けた第1の出口室61からの漏液を受け入れる第2
の出口室である。This leakage is not a big problem because it is circulated again via the first outlet pipe 71 as described above, but if the leakage amount is too large, the efficiency will be poor, so it goes without saying that it is preferable to have a small amount. . 82 is a second labyrinth seal for suppressing leakage between the first outlet chamber 61 and the rotating supply/discharge pipe 4, and 62 is a seal from the first outlet chamber 61 that has passed through the second labyrinth seal. 2nd to accept leakage
This is the exit chamber of
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おそれがある。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、水素などのしやへし、気体を
常時供聯合することにより、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)している。This second outlet chamber 62 is different from the first outlet chamber 61 described above and is not filled with cooling liquid, so there is a risk that the cooling liquid (pure water) will come into contact with the atmosphere and be contaminated. Reference numeral 9 denotes an air supply pipe for preventing this, and by constantly supplying gas such as nitrogen and hydrogen to the second outlet chamber 62 through this air supply pipe, the second outlet chamber 62 is heated. 62 is always kept slightly higher than atmospheric pressure to prevent atmospheric air from entering the second outlet chamber).
したがってこの第2の出口室62の濠液も大気と接触せ
ず汚染されてし、なから、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からの漏液を受け入れる第3
の出口室、73はこの第3の出口室に蓮適する第3の出
口管である。Therefore, the moat liquid in the second outlet chamber 62 does not come into contact with the atmosphere and is contaminated, and the coolant drawn out from the second outlet pipe 72 is the same as the coolant drawn out from the first outlet chamber 61. Similarly, it is provided for recirculation via a heat exchanger and a feed pump (none of which are shown). 83 is a third labyrinth seal for suppressing leakage between the second outlet chamber 62 and the rotating supply/discharge pipe 4, and 63 is a seal from the second outlet chamber 62 that has passed through the third labyrinth seal. 3rd place to accept leakage
outlet chamber, 73 is a third outlet pipe adapted to this third outlet chamber.
第3の出口室63へ至る冷却液は、2段のシール82,
83の効果により少量であるから、大気とのしやへし、
を行なわず、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ま)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。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。The cooling liquid reaching the third outlet chamber 63 is connected to the two-stage seal 82,
Due to the effect of
Therefore, the coolant discharged from the third outlet pipe 73 is discarded without being recirculated. Of course, it is also possible to send the water to a reprocessing device, purify it, and recirculate it. The above device can achieve the intended purpose.
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にオーバーハン
グの形で支持されることになる。このため常に給費E管
4の軸振れの問題にさらされる。軸振れはシール効果を
損なうことになり好ましくない。この軸振れは給排管4
が長い程起り易く、したがってこれが短かし、程よいわ
けであるが、上記従釆装置では出口室が3つもあり、そ
れだけ給9E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排管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。即ち第3図において、6
12は第1図における出口室61,62を一体にしてな
る出口室、712はこの出口室に蓮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
のしやへし、気体を供給し、出口室612の圧力を大気
圧より高い値に保つて大気の侵入を防止する考え方であ
る。即ち第1図における2つの出口室61,62を1つ
にまとめたもので、その出口管712から導出された冷
却液は第1図と同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。その問題と
は、キャビテーションである。即ち流出管3の関口部3
aからの排液を受け入れる出口室612内の圧力が満水
の時ほど高くないため、冷却液が抵抗なく排出されるこ
と)なり、このため流出路3b,5c、回転子コイル(
図示せず)等の冷却液管中の圧力が、出口室612が満
水のときより低くなる。流出路3b,5c、回転子コイ
ル等の冷却液管中を流れる冷却液の温度は、回転子コイ
ルの冷却により上昇しており、冷却液の圧力が低くなる
と容易にキヤビテーションを生じ、その部分の駿食が促
進される。第1図において流出管3からの排液を受け入
れる出口室61を満水状態に保持したのは、かかるキャ
ビテーションを防止するためでもあり、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。Incidentally, the rotor shaft 5 is supported by a bearing (not shown), but as is clear from the figure, the supply/discharge pipe 4 cannot be provided with a bearing due to the outlet chamber, etc., so there is an overhang on the rotor shaft 5. It will be supported in form. For this reason, it is always exposed to the problem of axial runout of the feeding E pipe 4. Axial runout is undesirable because it impairs the sealing effect. This shaft vibration is caused by the supply/discharge pipe 4
The longer this occurs, the more likely it is to occur, so it is better to keep it short, but in the above-mentioned follower device, there are three outlet chambers, and the feed pipe 4 has to be made that much longer, increasing the risk of shaft runout. become. Furthermore, in the conventional device described above, the exit chamber 61
Since the outlet chamber 61 is kept full of water, the casing of the outlet chamber 61 must be tightly sealed, and since the outlet chamber 61 is full of water, the power loss due to friction between the water and the supply/discharge pipe 4 is large. In order to solve this problem, it is conceivable to have two outlet chambers as shown in FIG. 3 and not to fill either outlet chamber with water. That is, in Figure 3, 6
12 is an exit chamber formed by integrating the exit chambers 61 and 62 in FIG. 1, and 712 is an exit pipe passed through this exit chamber, and the rest is the same as in FIG. 1.The concept of this FIG. 3 is as follows. , the outlet chamber 612 is not filled with water, and therefore, in order to avoid contact with the atmosphere, a gas such as nitrogen or hydrogen is supplied from the air supply pipe 9 to the outlet chamber 612, and the pressure in the outlet chamber 612 is lowered from atmospheric pressure. The idea is to keep the value high to prevent air from entering. That is, the two outlet chambers 61 and 62 in FIG. 1 are combined into one, and the cooling liquid led out from the outlet pipe 712 is provided for recirculation as in FIG. 1. According to FIG. 3, the drawbacks of FIG. 1 can be avoided to some extent, but the following major problems remain. That problem is cavitation. That is, the entrance part 3 of the outflow pipe 3
Since the pressure in the outlet chamber 612 that receives the drained liquid from a is not as high as when it is full of water, the coolant is discharged without resistance).
(not shown) is lower than when the outlet chamber 612 is full. The temperature of the coolant flowing through the coolant pipes such as the outflow passages 3b and 5c and the rotor coil increases due to the cooling of the rotor coil, and when the pressure of the coolant decreases, cavitation easily occurs. Eating parts quickly is promoted. In FIG. 1, the outlet chamber 61 that receives the drained liquid from the outflow pipe 3 is kept full of water in order to prevent such cavitation. Therefore, conventionally, keeping the outlet chamber full of water is an indispensable condition. Therefore, the various difficulties mentioned above were thought to be unavoidable. Now, by further developing the concept shown in FIG. 3 above, the device shown in FIG. 4 can be considered as a coolant lead-in/out device that can solve not only the various problems shown in FIG. 1 but also the problem of cavitation.
第4図において1川ま4・孔10aを有した放出IJン
グであり、上記4・孔10aが関口部3aに対向する如
く、例えば競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4・孔1
0a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いわゆるオリ
フイス作用を呈し、関口部3aの圧力は出口室612の
圧力よりも高くなる。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。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。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藤振
れの危険を減ずることができ、ま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が簡単になるうえ
、給排管4との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。しかしながら上記
した従釆の冷却液導出入装置では、冷却液は回転子コイ
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○部3aを通じて放出リングの4・孔10aか
ら噴射状に出口室612に排出される。In FIG. 4, there is shown a discharge IJ having a hole 10a, which is fixed to the inlet pipe by, for example, a competitive fit so that the hole 10a faces the entrance 3a. Therefore, the cooling liquid from the outflow pipe 3 is transferred to the hole 1 of the discharge ring 10.
It will be discharged into the outlet chamber 612 via Oa. That is, the discharge ring 10 exhibits a so-called orifice action when discharging the coolant, and the pressure in the entrance portion 3a becomes higher than the pressure in the outlet chamber 612. For this reason, it is possible to reliably prevent cavitation, which became a problem in FIG. Having solved the problem of cavitation, it is no longer necessary to keep the outlet chamber 612 full of water, thus making it possible to reduce the number of outlet chambers to two. Therefore, the length of the supply/discharge pipe 4 can be made shorter than that shown in Fig. 1, which reduces the risk of wobbling, and since it is not filled with water, it is easier to seal the casing of the outlet chamber 612. It is possible to obtain a coolant introducing/extracting device that can eliminate power loss due to friction with the exhaust pipe 4. However, in the above-mentioned secondary coolant inlet/output device, the coolant circulates and cools the rotor coil, and then passes through the opening 3a of the outlet pipe 3 via the outlet passages 5c and 3b, and then passes through the hole 10a of the discharge ring. It is discharged into the outlet chamber 612 in the form of a jet.
排出された冷却液は放出リング10の小孔10aからの
噴出速度と、給排管4外周の周速度とをベクトル合成し
た速度となる。このように冷却液はかなりな速さで排出
されて出口室612の内壁に衝突し、その衝突音が非常
に大きいものとなっていた。しかも冷却液の衝突によっ
て出口室612の内壁が長年の使用に対し、壊食するこ
とがあった。さらに、出口室612の密封性の低下をも
招いていた。この発明は上記のよな欠点に鑑みてなされ
たものであり、給8E管の排出部と出口室との間で、給
緋管の排出部を囲綾して排出部から排出される冷却液を
満液状態に保持すると共に給排管との間に出口室と蓮適
する排出路を有するよう収容部材を酉己設し、その収容
部村内に満液状態に保持されている冷却液を外部に導出
する導出路を収容部材に形成し、出口室と蓮適する排出
路にその排出路から排出される冷却液の排出量を制限す
る制限部材を設けることにより、高信頼性が得られる液
冷回転子形回転電機の冷却液導出入装置を提供するもの
である。The discharged coolant has a velocity that is a vector combination of the jetting velocity from the small hole 10a of the discharge ring 10 and the circumferential velocity of the outer periphery of the supply/discharge pipe 4. In this way, the coolant was discharged at a considerable speed and collided with the inner wall of the outlet chamber 612, making the collision sound very loud. Furthermore, the inner wall of the outlet chamber 612 may become eroded due to the collision of the coolant over many years of use. Furthermore, the sealing performance of the outlet chamber 612 was also deteriorated. This invention was made in view of the above-mentioned drawbacks, and the present invention is designed to provide cooling liquid that surrounds the discharge section of the supply pipe and is discharged from the discharge section between the discharge section of the supply 8E pipe and the outlet chamber. A storage member is provided to hold the cooling liquid in a full state and to have an outlet chamber and a suitable discharge path between the supply and drain pipes, and the cooling liquid held in a full state in the storage part is transferred to the outside. A liquid cooling system that achieves high reliability by forming an outlet passage leading to the housing member, and providing a restriction member in the outlet chamber and the outlet passage that limits the amount of coolant discharged from the outlet passage. The present invention provides a coolant inlet/output device for a rotor-type rotating electric machine.
以下、この発明の一実施例を第5図に基づいて説明する
。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on FIG. 5.
図は冷却液の排出部の要部拡大図を示し、第5図から明
らかなように放出リング10が使用されておらず、その
放出リング10の位置まで流出管3の端部が延設されて
おり、放出リング10の小孔10aに相当する排出孔3
cが設けられている。即ち、このような構造にすること
により放出リング10を省略することができる。11は
給排管4の冷却液排出部、即ち、排出孔3cから排出さ
れる冷却液を満水状態に保つように、適宜の支持部材(
図示せず)を介して出口室612の内壁面に支持された
環状の収容部材であり、この収容部材11の一端部11
aの内周面と流出管3の外周面との間、収容部材11の
他端部11bの内周面との間にはそれぞれ所定の隙間G
が設けられ、この隙間Gが出口室612と運通する排出
路を成し、この排出路から収容部村11内に満水状態に
保持されている冷却液の一部が出口室612に排出され
る。The figure shows an enlarged view of the main part of the coolant discharge part, and as is clear from FIG. 5, the discharge ring 10 is not used and the end of the outflow pipe 3 is extended to the position of the discharge ring 10. The discharge hole 3 corresponds to the small hole 10a of the discharge ring 10.
c is provided. That is, by adopting such a structure, the release ring 10 can be omitted. Reference numeral 11 denotes an appropriate support member (
This is an annular housing member that is supported on the inner wall surface of the outlet chamber 612 via a hole (not shown), and one end 11 of this housing member 11.
A predetermined gap G is provided between the inner circumferential surface of a and the outer circumferential surface of the outflow pipe 3, and between the inner circumferential surface of the other end portion 11b of the housing member 11.
is provided, and this gap G forms a discharge path that communicates with the outlet chamber 612, from which a part of the cooling liquid held in the storage section 11 in a full state is discharged to the outlet chamber 612. .
12は収容部材11の壁体内に、、円周にわたって複数
個形成された管路でなる導出路であり、収容部材11内
の冷却液を給排管4側へ向けて側方から流出させるよう
に、ほぼ直角に曲折している。Reference numeral 12 denotes a lead-out path consisting of a plurality of pipes formed around the circumference within the wall of the housing member 11, so that the cooling liquid in the housing member 11 flows out from the side toward the supply/discharge pipe 4 side. It is bent at almost a right angle.
かようにして、導出路12から流出する冷却液を、間隙
Gから排出される冷却液に衝突させるようにしている。
13は上記排出路に配設され、排出路から排出される冷
却液の排出量を制限する制限部材であり、図は一例とし
てネジシール(以下、ヌジシールと記す)からなり、流
出管3に設けられた場合を示している。In this way, the coolant flowing out from the outlet path 12 is made to collide with the coolant discharged from the gap G.
Reference numeral 13 denotes a restricting member disposed in the discharge passage to limit the amount of coolant discharged from the discharge passage. The case is shown below.
上記のように構成されたこの発明においては、流出管3
の排出孔3cから排出された冷却液を収容部材11内に
満水状態に保った後、収容部材11と流出管3との隙間
Gの排出路から収容部材11内の冷却液の一部がヌジシ
ール13によって制限されて出口室612に排出される
ようになっている。一方、収容部村11に形成された導
出路12からも収容部材11内の冷却液が給排管4側、
即ち、流出管3側に向って導出されるようになっている
。このように流出管3の排出孔3cから排出された冷却
液を収容部材11に潜水状態に保持し、その収容部材1
1内の冷却液の一部は隙間Gの排出路から出口室612
に排出されるが、ヌジシール13により冷却液の排出量
が制限されるため、その排出速度は極めて低いものとな
っている。さらに、ネジシール13を調節することによ
り、導出路12のうち給排管4の下側部にあるものから
排出される冷却液が、給費E管4に到達するようにする
ことができる。即ち、収容部材11内の冷却液の出口室
612への排出は、ネジシール13の効果で収容部材1
1に形成した導出路12からの排出量の方が間隙Gから
の排出量よりも大となるが、導出路12からの流出速度
には回転速度成分が含まれていないため、出口室612
の内周壁への冷却液の衝突速度を低減する効果をもたら
す。また、排出路からネジシール13によって制限され
て出口室612に排出された冷却液は給排管4の回転に
よる遠心力作用をわずかに受けて出口室612の内周壁
側へ飛散するが、その冷却液は導出路12から出口室6
12に導出された冷却液と衝突することにより、出口室
612の内周壁への排出液の飛散速度が著しく低減され
る。従って冷却液の出口室612の内周壁との衝突音を
著しく減音することができ、冷却液の出口室612への
衝突音は殆んと生じない状態にすることができる。しか
も出口室612の密封性の低下を招くこともなくなり且
つ出口室612の内周壁が壕食することも防止できるよ
うになっている。なお隙間Gは給排管4の軸振れが考慮
されて設定される。また、導出路12の寸法、形状、個
数などは収容部材11内を満水状態に保持できるよう且
つ収容部材11内の圧力がキャビテーションを起こさな
い値となるよう設定される。また、ネジシール13の方
向は隙間Gから出口室612に排出される冷却液を収容
部材11内に送り込むようなポンプ効果を有する方向に
設けられている。なお、第5図において流出管3の排出
孔3cが放出リング10の小孔10aに比し大きく取っ
ているのは、流出管3の排出孔3cから排出される冷却
液が収容部材11に満水状態に保持されるので、この収
容部材11が前述した導出路12の寸法、形状、個数な
どの設定によりキャビテーション防止の効果を持つこと
になり、必ずしも流出管3の排出孔3cを小孔にしなく
てもよくなったためである。In this invention configured as described above, the outflow pipe 3
After keeping the cooling liquid discharged from the discharge hole 3c in the storage member 11 in a full state, a part of the cooling liquid in the storage member 11 is drained from the discharge path in the gap G between the storage member 11 and the outflow pipe 3. 13 and is discharged into an outlet chamber 612. On the other hand, the cooling liquid in the housing member 11 also flows from the outlet path 12 formed in the housing part village 11 to the supply/discharge pipe 4 side.
That is, it is led out toward the outflow pipe 3 side. The cooling liquid discharged from the discharge hole 3c of the outflow pipe 3 is held in the accommodating member 11 in a submerged state, and the accommodating member 1
A part of the cooling liquid in the gap G is discharged from the outlet chamber 612 through the discharge path of the gap G.
However, since the amount of coolant discharged is limited by the null seal 13, the discharge rate is extremely low. Furthermore, by adjusting the threaded seal 13, the coolant discharged from the outlet path 12 located at the lower side of the supply/discharge pipe 4 can be made to reach the supply/discharge pipe 4. That is, the cooling liquid in the housing member 11 is discharged to the outlet chamber 612 due to the effect of the screw seal 13.
Although the amount of discharge from the outlet passage 12 formed in 1 is larger than the amount of discharge from the gap G, since the outflow velocity from the outlet passage 12 does not include a rotational speed component, the outlet chamber 612
This has the effect of reducing the collision speed of the coolant against the inner circumferential wall of the cooling liquid. In addition, the coolant discharged from the discharge passage to the outlet chamber 612 while being restricted by the screw seal 13 is slightly affected by centrifugal force due to the rotation of the supply/discharge pipe 4 and scatters toward the inner circumferential wall of the outlet chamber 612. The liquid flows from the outlet passage 12 to the outlet chamber 6.
By colliding with the cooling liquid led out to the outlet chamber 612, the scattering speed of the discharged liquid to the inner circumferential wall of the outlet chamber 612 is significantly reduced. Therefore, the sound of the coolant colliding with the inner circumferential wall of the outlet chamber 612 can be significantly reduced, and the sound of the coolant colliding with the outlet chamber 612 can be almost completely eliminated. Furthermore, the sealing performance of the outlet chamber 612 is not deteriorated, and the inner circumferential wall of the outlet chamber 612 is also prevented from being corroded. Note that the gap G is set in consideration of the axial runout of the supply/discharge pipe 4. Further, the dimensions, shape, number, etc. of the lead-out passages 12 are set so that the inside of the housing member 11 can be maintained in a water-filled state and the pressure inside the housing member 11 is set to a value that does not cause cavitation. Further, the direction of the screw seal 13 is set in such a direction as to have a pumping effect such that the coolant discharged from the gap G into the outlet chamber 612 is sent into the housing member 11. Note that the reason why the discharge hole 3c of the outflow pipe 3 is larger than the small hole 10a of the discharge ring 10 in FIG. Since the housing member 11 is maintained in this state, it has the effect of preventing cavitation by setting the dimensions, shape, number, etc. of the outlet passage 12 described above, and the discharge hole 3c of the outflow pipe 3 does not necessarily have to be a small hole. This is because things have gotten better.
排出孔3cが大きくなったことにぐ、排出孔3cを通る
水遠が低くなり、排出孔3cの腐食が減少する。また、
流出管3の排出孔3cは第5図から明らかなように大き
い孔が1個からなる場合を示しているが、流出管3の排
出孔3cを小孔として複数個設けるようにしてもよいこ
とは言うまでもない。また、上記のことから第6図に示
すように流出管3の流出路3bからの冷却液を流出管の
関口部3aから収容部材11に排出するようにしてもよ
く、上記実施例と同様の効果を奏する。As the discharge hole 3c becomes larger, the distance of water passing through the discharge hole 3c becomes lower, and corrosion of the discharge hole 3c is reduced. Also,
As is clear from FIG. 5, the discharge hole 3c of the outflow pipe 3 is shown as having one large hole, but the discharge hole 3c of the outflow pipe 3 may be provided with a plurality of small holes. Needless to say. Further, from the above, as shown in FIG. 6, the cooling liquid from the outflow path 3b of the outflow pipe 3 may be discharged from the entrance part 3a of the outflow pipe to the housing member 11, which is similar to the above embodiment. be effective.
即ち、この場合には導出路12の寸法、形状、個数を収
容部材11内の圧力がキャビテーションを起こさない値
となるよう設定する必要がある。また、上記実施例では
ネジシールからなる制限部材13が給排管4、即ち流出
管3、あるいは流出管3と流入管2とに設けた場合につ
いて述べたが、収容部材11側に制限部材13を設ける
ようにしてもよい。That is, in this case, the dimensions, shape, and number of the lead-out passages 12 must be set so that the pressure within the housing member 11 will not cause cavitation. Furthermore, in the above embodiment, a case has been described in which the limiting member 13 made of a screw seal is provided on the supply/discharge pipe 4, that is, the outflow pipe 3, or the outflow pipe 3 and the inflow pipe 2. It may also be provided.
また、上記実施例では制限部材13がネジシールからな
る場合について述べたが、これに限らずラビリンスシー
ルなどからなる制限部材13とすることもできる。Further, in the above embodiment, the case where the limiting member 13 is made of a screw seal is described, but the limiting member 13 is not limited to this, and may be made of a labyrinth seal or the like.
また上記実施例では冷却液として純水を用いる場合を示
したが、各管及び回転子コイルを腐触しない液体であれ
ば純水以外のものであってもよいことはいうまでもない
。Further, in the above embodiment, a case is shown in which pure water is used as the cooling liquid, but it goes without saying that a liquid other than pure water may be used as long as it does not corrode each tube and the rotor coil.
さらに上記実施例ではこの発明を発電機特にタービン発
電機に適用するものとして説明したが、必要なら水車発
電機などその他の発電機はもちろん電動機等各種の第2
の出口室に適用し得ることはいうまでもない。Furthermore, in the above embodiments, the present invention has been explained as being applied to a generator, particularly a turbine generator, but if necessary, it can be applied to other generators such as a water turbine generator, as well as various secondary generators such as an electric motor.
Needless to say, it can be applied to the exit chamber of
また上記実施例では冷却液の漏れを抑えるためのシール
としてラビリンスシールを用いるものとしたが、メカニ
カルシールなどその他のシールを用いてもよいことはい
うまでもない。Further, in the above embodiment, a labyrinth seal is used as a seal for suppressing leakage of the coolant, but it goes without saying that other seals such as a mechanical seal may be used.
この発明は以上説明した通り、給鱗管の排出部から排出
される冷却液を収容部材内に満液状態に保持し、その冷
却液の一部を収容部材と給排管との間の排出路から制限
部材によって制限して出口室に排出し、かつ、収容部村
に形成した導出路からの給擬管へ向けての流れと衝突す
るようにしたので、冷却液の衝突音を著しく減音するこ
とができると共に出口室の耐食性や密封性を著しく高め
ることができ、高信頼性の冷却液導出入装置を得ること
ができる。As explained above, this invention maintains the cooling liquid discharged from the discharge part of the supply pipe in a full state in the housing member, and part of the cooling liquid is discharged between the housing member and the supply/discharge pipe. The cooling liquid is discharged into the outlet chamber by being restricted by the restriction member, and collides with the flow toward the supply pipe from the outlet formed in the storage area, which significantly reduces the collision noise of the coolant. In addition to making noise, the corrosion resistance and sealing performance of the outlet chamber can be significantly improved, and a highly reliable coolant lead-in/out device can be obtained.
第1図は従来の液冷回転子形回転電機の冷却液導出入装
置を示す図、第2図は第1図のローロ線における断面図
、第3図はこの発明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発明に
至る前に考えられる導出入装置を示す図、第5図はこの
発明の一実施例による液冷回転子形回転電機の冷却液導
出入装置の要部拡大図、第6図はこの発明の他の適用例
を説明するための図である。
なお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、4は給排管、612は出口室、11は収容部材、
12は導出路、13は制限部材である。
第1図
第2図
第3図
第4図
第5図
第6図Fig. 1 is a diagram showing a conventional liquid-cooled rotor-type rotating electric machine coolant inlet/output device, Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the Rolo line in Fig. 1, and Fig. 3 is a derivation considered before reaching this invention. FIG. 4 is a diagram showing a lead-in/out device developed from FIG. 3 and considered before reaching this invention. FIG. FIG. 6 is an enlarged view of a main part of a coolant lead-in/out device for an electric machine, and is a diagram for explaining another example of application of the present invention. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or equivalent parts, 4 is a supply/discharge pipe, 612 is an outlet chamber, 11 is a housing member,
12 is a lead-out path, and 13 is a limiting member. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6
Claims (1)
を囲んで設けられ前記給排管からの排出冷却液を受ける
出口室と、 前記出口室の内壁に支持され前記給排管と
間隙をおいて同心に配設された円環状の収容部材と、前
記収容部材の壁体内に形成され前記給排管の排出孔から
前記収容部材内に排出された前記排出冷却液を前記出口
室内において前記給排管に向つて流出させる複数の導出
路と、 前記間隙により前記給排管の外周長手方向に形
成された排出路の配設され前記排出量を制限する制限部
材と、 とを備えてなる液冷回転子形回転電機の冷却液
導出入装置。 2 制限部材は給排管に設けられ特許請求の範囲第1項
記載の液冷回転子形回転電機の冷却液導出入装置。 3 制限部材はネジシールである特許請求の範囲第1項
または第2項記載の液冷回転子形回転電機の冷却液導出
入装置。 4 制限部材はラビリンスシールである特許請求の範囲
第1項または第2項記載のの液冷回転子形回転電機の冷
却液導出入装置。[Scope of Claims] 1. A supply/discharge pipe coaxially connected to the rotor shaft; an outlet chamber provided surrounding the supply/discharge pipe to receive the coolant discharged from the supply/discharge pipe; and an inner wall of the outlet chamber. an annular housing member supported and arranged concentrically with the supply/discharge pipe with a gap therebetween; and a circular housing member formed within the wall of the housing member and discharged into the housing member from a discharge hole of the supply/discharge pipe. A plurality of lead-out passages for causing the discharged coolant to flow out toward the supply/discharge pipe in the outlet chamber, and a discharge passage formed in the longitudinal direction of the outer circumference of the supply/discharge pipe by the gap are arranged to limit the discharge amount. A cooling liquid lead-in/out device for a liquid-cooled rotor-type rotating electric machine, comprising: a limiting member; 2. A cooling liquid lead-in/out device for a liquid-cooled rotor-type rotating electric machine according to claim 1, wherein the limiting member is provided in a supply/discharge pipe. 3. A coolant lead-in/out device for a liquid-cooled rotor-type rotating electric machine according to claim 1 or 2, wherein the limiting member is a screw seal. 4. A coolant lead-in/out device for a liquid-cooled rotor-type rotating electric machine according to claim 1 or 2, wherein the limiting member is a labyrinth seal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6438679A JPS6038937B2 (en) | 1979-05-22 | 1979-05-22 | Coolant inlet/output device for liquid-cooled rotor-type rotating electric machines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6438679A JPS6038937B2 (en) | 1979-05-22 | 1979-05-22 | Coolant inlet/output device for liquid-cooled rotor-type rotating electric machines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55155545A JPS55155545A (en) | 1980-12-03 |
JPS6038937B2 true JPS6038937B2 (en) | 1985-09-03 |
Family
ID=13256818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6438679A Expired JPS6038937B2 (en) | 1979-05-22 | 1979-05-22 | Coolant inlet/output device for liquid-cooled rotor-type rotating electric machines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6038937B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DK2916438T3 (en) * | 2014-03-05 | 2017-05-15 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | Electric turbo machine and a power plant |
-
1979
- 1979-05-22 JP JP6438679A patent/JPS6038937B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS55155545A (en) | 1980-12-03 |
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