CN101902102A - 定子线圈表面覆膜形成方法及涂料喷射装置 - Google Patents

Abstract

一种定子线圈表面覆膜形成方法及涂料喷射装置。不需要从定子铁心(1)内的槽(2)将定子线圈(3、4)抽出就能从定子的内径侧朝向外径侧地将喷射半导电性涂料(14)的喷头(11)插入到设于相邻的槽间的作为通风路的铁心管道(10)中，对表面露出于通风路的定子线圈表面涂敷半导电性涂料，从而形成半导电性覆膜，修复定子线圈表面的半导电性涂料的剥落。

Description

定子线圈表面覆膜形成方法及涂料喷射装置

技术领域

本发明涉及一种作为对形成于旋转电机定子表面的半导电性覆膜的剥落进行修复的技术的定子线圈表面覆膜形成方法及用于形成半导电性覆膜的涂料喷射装置。

背景技术

在气冷发电机的定子线圈表面上形成有半导电性覆膜，随着发电机运转时产生的电压及温度上升等，半导电性覆膜有时会局部消失。在半导电性覆膜局部消失的部位，引起运转时的空气中放电，产生臭氧和硝酸腐蚀金属，腐蚀生成物造成转子线圈的阻值(meg value)降低。

历来，由于半导电性覆膜的修复伴随有将定子线圈从定子铁心槽抽出这样大规模的分解作业，因此存在需要修复费用和时间的问题。

此外，作为现有技术公开有一种在线圈侧壁贴附有管状构件的状态下，将其配置于槽部内，向管内注入半导电性环氧树脂，使该树脂硬化以在槽部内牢固地支承固定线圈的技术(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利特开2006-180611号公报

现有的成膜于气冷发电机的定子线圈表面的半导电性覆膜有时会由于发电机运转时产生的电压及温度上升等而局部剥落掉下等消失。将定子线圈从定子铁心的槽内抽出进行修复时，存在需要费用和时间的问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于不需要将定子线圈从定子铁心槽内抽出就能修复形成于定子线圈表面的半导电性覆膜的剥落。

本发明涉及的定子线圈表面覆膜形成方法包含以下工序：向设于旋转电机的定子铁心的通风路插入喷射半导电性涂料的喷头，从上述喷头向配置于上述定子铁心内且表面露出于上述通风路的定子线圈的表面喷射上述半导电性涂料，形成半导电性覆膜。

此外，本发明涉及的涂料喷射装置用于实施技术方案1所述的定子线圈表面覆膜形成方法，其特征是包括：用于喷射半导电性涂料的喷出口开口于前端部的喷头；储存向上述喷头供给的上述半导电性涂料的容器；一端配置于上述容器内、另一端与上述喷头连接的用于将上述容器内的上述半导电性涂料输送到上述喷头侧的软管；用于从上述容器汲取上述半导电性涂料的空气泵；以及配置于上述喷头与上述软管的连接部的附近并用于调节上述半导电性涂料的喷出状态的手动阀门，上述喷头的前端部具有可插入旋转电机的定子铁心内的定子线圈表面露出的通风路的形状。

利用本发明的定子线圈表面覆膜形成方法，能在定子线圈配置于定子铁心内的状态下，从表面露出于通风路的定子线圈表面侧开始涂敷半导电性涂料，在定子线圈的表面形成半导电性覆膜。

此外，利用本发明的涂料喷射装置，通过将喷射涂料的喷头形状形成为可插入定子铁心内的定子线圈表面露出的通风路的形状，能向通风路插入喷头的前端部来进行涂料涂敷，能在定子线圈配置于定子铁心的状态下，在定子线圈的表面形成半导电性覆膜。

附图说明

图1是适用本发明的实施方式1～4的从定子铁心内径侧朝向外径侧地向气冷发电机的定子铁心槽部插入涂料喷射装置的喷头状态的剖视图。

图2是适用本发明的实施方式1～4的从发电机内径侧所见的在气冷发电机的定子铁心槽部内插入有涂料喷射装置的喷头状态的俯视图。

图3(a)是涂料喷射装置的喷头前端部的立体图，图3(b)是喷头前端部的剖视图。

图4表示了本发明实施方式1的涂料喷射装置的涂料涂敷范围，是从发电机内径侧所见的定子铁心的俯视图。

图5是本发明实施方式1的涂料喷射装置的概略图。

图6是本发明实施方式2的涂料喷射装置的概略图。

图7是本发明实施方式3的涂料喷射装置的概略图。

具体实施方式

实施方式1

接着，参照图1～图5说明本发明的实施方式1。

图1是表示气冷发电机(旋转电机、发电机)的定子铁心槽部的剖视图，是与旋转电机的转轴垂直的面上的管道件(duct piece)部分的剖视图。该图1表示喷射半导电性涂料的喷头从定子铁心的内径侧朝向外径侧地插入作为通风路的铁心管道中进行半导电性涂料涂敷时的状态。

图2是从发电机内径侧俯视气冷发电机的定子铁心槽部的俯视图，表示了喷头的插入位置。此外，半导电性涂料的涂敷是在发电机的转动体(转子)拔出的状态下，作业者持着喷头等涂料涂敷装置进入大致圆筒形的定子的内径进行的作业，是不拔出定子铁心内的定子线圈进行的修复作业。

如图1所示，在定子铁心1的内径侧以等角度间隔设置有被称作定子铁心槽部(以下称槽部)2的多个槽。在槽部2内收纳有相当于定子线圈的上口线圈(upper opening coil)3、下口线圈(lower opening coil)4。定子线圈被半导电性内衬5、中间内衬6、绝缘内衬7、楔块8支承、固定于槽部2内。

此外，在进入槽部2内部分的上口线圈3、下口线圈4的表面整面上预先形成有由半导电性涂料形成的覆膜(未图示)，该半导电性覆膜通过涂料涂敷而成膜，或通过卷绕半导电性的胶带而形成，半导电性覆膜成膜后，上口线圈3及下口线圈4被插入槽部2内。

存在向槽部2内插入定子线圈时表面上成膜好的半导电性覆膜局部损伤的情形，此外，如上所述，也存在发电机运转中半导电性覆膜局部缺损的情形。本发明中介绍一种不需要将定子线圈从槽部2拔出，对出现局部损失的半导电性覆膜重新涂敷半导电性涂料并使半导电性覆膜成膜以修复损失部分的技术。

图1中表示只在一处的槽部2配置定子线圈的状态，为了明确地表示槽部2的槽形状而省略了其他槽部2的内部结构，实际的旋转电机中，在大致圆筒状的定子铁心1的内周上等间隔地设有数十个槽部2。发电机的机型不同则槽数也不同，例如60槽、72槽的发电机是主流，在所有的槽部2内都配置上口线圈3和下口线圈4等进行使用。

如图2所示，在采用沿旋转电机的轴向重叠许多硅钢板结构的定子铁心1上轴向形成一定间隔地组装有管道件9，管道件9两侧的空间成为承担作为冷却空气的通风路作用的铁心管道(通风路)10。铁心管道10在轴向上具有5～7mm的宽度。

图3是设有涂料喷射装置的喷射口的喷头11的详细图，图3(a)是喷头11的立体图，前端部在下，与储存后述涂料的容器侧连接的根部在上，筒状(圆筒状)的喷头11的下端面被封闭，在侧面部上开设有多个喷射涂料的圆形喷射口12。这只是喷头11的前端部形状的一个例子，也可采用其他的形状。此外，图3(b)是喷头11的圆周方向上的剖视图，表示喷射口12的形成位置。图3的例子中，喷射口12在喷头11的圆周方向上隔有90°间隔的两处开口，并在圆筒形的高度方向上两列等间隔地并排开口。

喷头11的设置喷射口12的范围(高度方向的范围)为将喷头11插入铁心管道10内时的从上口线圈3的上端部到下口线圈4的下端部的范围，由此，将喷头11插入适当的深度时，可同时对上口线圈3、下口线圈4双方涂敷半导电性涂料。例如，通过设定尺寸如下：喷头11的长度(高度)为250mm、半径为5～6mm、定子铁心1的槽部2的深度为200mm、喷头11的前端部侧的设置喷射口12的高度区域为170mm，能使配置上口线圈3和下口线圈4的高度方向的范围处于可涂敷范围内。

此外，喷射口12的半径需要采用既不太大也不太小的尺寸，直径0.2～0.4mm左右是合适的。此外，当然喷头11的外径有必要设计成小于铁心管道10的宽度(后述w2)。

使用如图3所示的开设有喷射口12的喷头11涂敷半导电性涂料时的涂料涂敷图如图4所示。图4是从发电机的内径侧俯视槽部2的俯视图，相对于喷头11的圆周方向将喷射口12以规定角度(例如大致90°)间隔配置时，能向两个方向高效地喷射涂料。朝向作为通风路的铁心管道10的槽部2侧(楔块8侧)的角部附近喷射涂料时，不仅能向表面露出(露出)于铁心管道10的定子线圈3、4的表面(宽度w2，假定局部出现半导电性覆膜脱落)涂敷半导电性涂料，而且半导电性涂料从定子线圈(上口线圈3、下口线圈4)与定子铁心1的间隙以宽度w3进入间隙，在w3部分上也可形成半导电性覆膜。例如，w3＝10mm。因此，如图4所示，可向槽部2侧的定子线圈的宽度w1(＝w2+w3×2)的区域进行半导电性涂料的涂敷。

在此，从一处喷射口12喷射的涂料的喷射状态根据喷出压力和喷射口形状而变化，在如图4所示向两个方向喷射涂敷，使半导电性涂料14从喷射口12喷射出，涂料在涂覆面上扩展时，为使涂料涂敷遍及宽度w2的整个区域，需要调整喷出压力，并调整喷头11的插入位置(铁心管道10内的喷头11的配置)。此外，关于喷射口12的配置表示了沿喷头11的长度(高度)方向配置两列的例子，但只要可对至少表面露出于铁心管道10内的定子铁心的表面进行涂料涂敷，也可采用1列或3列以上的配置和随机配置。

此外，涂料涂敷时，例如，如图1所示，从铁心管道10的发电机内径侧朝向发电机外径侧地插入喷头11，但欲将喷头11通过手工作业沿与转轴的垂直方向插入铁心管道10内时，需要使喷头11的配置喷射口12的高度与槽部2内的上口线圈3、下口线圈4的高度一致。也就是说，喷头11的插入过浅或过深都不能高效地对定子线圈喷附半导电性涂料。因此，为使喷头11能插入合适的深度，在喷头11的根部侧设置用于与定子铁心1的上表面抵接的突起部，在突起部与定子铁心1的上表面抵接的状态下到达最合适的喷头插入位置，从而使作业者的涂料涂敷作业容易化。

此外，将喷头11的根部侧的非插入部分形成为大于铁心管道10的宽度w2，对于喷头11的插入作业的容易化也是有效的。

此外，为了将喷头11合适地配置在铁心管道10内，使喷头11的根部部分外周面形状朝向喷头11的根部侧缓缓膨胀地弯曲、使喷头11的外周面作为插入导向构件起作用也是有效的。

除此之外，除在喷头11上形成起到插入止动作用的突起部等以外，在喷头11的表面进行区分插入区域和非插入区域的着色，也能使作业者通过目视确认插入深度容易化。

参照图5的概略图对从喷头11喷射半导电性涂料的涂料喷射装置进行说明。涂料喷射装置13由开设有喷射涂料的喷射口12的喷头11、储存向喷头11供给的半导电性涂料14的容器15、用于从容器15向喷头11输送半导电性涂料14的容器侧软管(软管)16、与容器侧软管16连接的泵(空气泵)17、向泵17供给空气的空气软管18和连接于泵17与喷头11间并将半导电性涂料14供给到喷头11侧的喷头侧软管(软管)19等组成，电源装置等忽略不说明。在此，空气软管18与空气源连接，通过空气压力，储存于容器15的半导电性涂料14被汲取，通过容器侧软管16、空气泵17、喷头侧软管19导入喷头11内，从前端的喷射口12喷出半导电性涂料14。

此外，涂料涂敷作业时，泵17等的主体配置在定子铁心1的外部，作业者持着喷头11部分，进入转动体被抽出状态下的定子铁心1的内径进行作业。定子铁心1的内径，例如一种机型为1070mm左右的大小，能确保作业者进入其内部进行作业的空间。在此，在对位于定子铁心1内径的上方部的槽部2涂敷半导电性涂料时等有液体滴落的位置上，利用塑料膜等对位于涂敷位置下方部的定子铁心1的内径侧进行适当保护后进行作业，藉此可以防止涂料涂敷到不必要的位置。此外，由于涂敷的半导电性涂料是有机溶剂，因此佩戴保护用具以避免其附着到作业者的皮肤等上，并在良好的通风状态下进行作业。

通过使用上述涂料涂敷装置13，可从铁心管道10的空间利用喷头11对定子线圈(上口线圈3、下口线圈4)涂敷半导电性涂料14，因此不需要进行从槽部2将定子线圈抽出的分解作业就能修复定子线圈表面的半导电性涂料消失部。

此外，通过使用空气压力作为动力，将半导电性涂料14猛力喷出，使得半导电性涂料14进入定子铁心1与定子线圈间的微小间隙，能期待扩展到图4所示的w3区域的效果，不止是表面露出于铁心管道10的定子线圈的表面，对于与定子铁心1接触的定子线圈侧面，也可有一定程度的修复。

此外，上面表示了喷头11是一根圆筒状喷头的情形，由于两个铁心管道隔着管道件相邻，因此当然也可使用隔有规定间隔平行突出的2根喷头一次进行多处涂敷。

此外，除使用涂料喷射装置13以外，在使用安装有喷头11的喷雾器或储气瓶等可携带的涂料喷射装置时，可进行将装置带入定子铁心1的内径的涂料涂敷作业。

在此，由于铁心管道10配置于设在定子铁心1上的许多管道件9的两侧，因此在一个发电机内设有多处。由于对每一处都要进行半导电性涂料涂敷的修复作业，因此，对用于修复的半导电性涂料进行着色，预先设定规定的颜色，藉此可以根据颜色来识别已经形成于定子线圈表面的覆膜与通过此次修复重新涂敷形成的覆膜，能区分已修复处和未修复处，在对全部的铁心管道涂敷涂料时，能通过目视确认漏涂敷处，能容易地进行没有遗漏的修复作业。

实施方式2

本实施方式2中，对为使涂料喷射装置13的作业容易化而如图6所示地设置用于操控涂料的喷出状态的手动阀门的情形进行说明。通过在作为喷头11根部的与喷头侧软管19连接的连接部附近安装喷头侧手动阀门20，操控涂料喷射装置13的开关，并在空气软管18端(泵17侧)安装空气侧手动阀门21，可调节半导电性涂料14的涂敷压力。通过实现在作业者手边操控装置的开关，在反复进行向多处铁心管道10插入喷头11并涂料涂敷时，可进行高效的作业。此外，将相当于空气侧手动阀门21的功能配置在靠近喷头11侧时，能进一步提高作业者的作业效率。

涂敷压力过低时，半导电性涂料14从喷出口12滴落流下，涂敷压力过高时，半导电性涂料14被喷射成雾状而飞散，前者和后者都不适于定子线圈的修复作业。因此，为使半导电性涂料14从喷出口12喷射，需要预先调节涂敷压力。适当的涂敷压力为0.2～0.4MPa左右。

实施方式3

图7是表示除实施方式2所示的手动阀门20、21以外还组装用于搅拌容器15内的半导电性涂料14的搅拌器22而构成的涂料喷射装置13的结构的概略图。由于通过将容器15设置于搅拌器22来搅拌容器15内的半导电性涂料14，因此能防止修复作业时半导电性涂料14内的固状物沉淀，使成分均匀化。

图7的例子中，表示旋转容器15自身来搅拌涂料的情形，也可在容器15内放入搅拌器搅拌容器15内的涂料，也可采用图示以外的结构搅拌涂料。

实施方式4

如上所述的修复技术中，通过使用容器15内预先被溶剂稀释且粘度被调匀的半导电性涂料14，可从喷头11的喷射口12将半导电性涂料14喷射出，对于实施本发明时的涂料喷射状态而言是较为理想的。喷射出的半导电性涂料14的粘度在300～300mPa·s左右是合适的。

Claims (6)

1.一种定子线圈表面覆膜形成方法，其特征在于，包含以下工序：向设于旋转电机的定子铁心的通风路插入喷射半导电性涂料的喷头，从所述喷头向配置于所述定子铁心内且表面露出于所述通风路的定子线圈的表面喷射所述半导电性涂料，形成半导电性覆膜。

2.如权利要求1所述的定子线圈表面覆膜形成方法，其特征在于，利用安装于所述喷头的手动阀门来调节从所述喷头喷射出的所述半导电性涂料的喷出状态。

3.如权利要求1所述的定子线圈表面覆膜形成方法，其特征在于，供给到所述喷头的所述半导电性涂料在与所述喷头连接的容器内被搅拌成成分均匀。

4.如权利要求1所述的定子线圈表面覆膜形成方法，其特征在于，从所述喷头喷射出的所述半导电性涂料为了达到从设于所述喷头前端部的喷出口喷射的粘度，在与所述喷头连接的容器内进行粘度调整。

5.一种涂料喷射装置，用于实施定子线圈表面覆膜形成方法，其特征在于，包括：

喷头，该喷头在其前端部开设有用于喷射半导电性涂料的喷出口；

容器，该容器储存向所述喷头供给的所述半导电性涂料；

软管，该软管的一端配置于所述容器内，另一端与所述喷头连接，所述软管用于将所述容器内的所述半导电性涂料输送到所述喷头侧；

空气泵，该空气泵用于从所述容器汲取所述半导电性涂料；以及

手动阀门，该手动阀门配置于所述喷头与所述软管的连接部的附近，用于调节所述半导电性涂料的喷出状态，

所述喷头的前端部具有可插入旋转电机的定子铁心内的定子线圈表面露出的通风路的形状。

6.如权利要求5所述的涂料喷射装置，其特征在于，包括搅拌器，该搅拌器用于搅拌储存于所述容器内的所述半导电性涂料。

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