CN103683671B - 旋转电机和止回阀装置 - Google Patents

Abstract

一种旋转电机和止回阀装置，能对外部空气向具有水冷却器的电气设备内的流入进行抑制。具有水冷却器的旋转电机包括：转子(16)，其与旋转轴(12)一起旋转；定子(18)，其环绕转子(16)；定子框(20)，其对转子(16)和定子(18)进行收容；风道部(22)，其与定子框(20)连接，该风道部(22)构成为在对从定子框(20)内流入的空气进行了冷却后，使该空气再次流入到定子框(20)内，该风道部(22)在壁面上形成有能将液体排出的通孔(28)；泄漏检测器(30)，其对从通孔(28)流出的液体进行检测；以及止回阀(32)，其安装于泄漏检测器(30)，在风道部(22)内的气压低于外部气压时，该止回阀(32)抑制液体从风道部(22)流出。

Description

旋转电机和止回阀装置

技术领域

本发明涉及旋转电机和止回阀装置。

背景技术

一般在具有水冷却器的电气设备(例如旋转电机)中设置有溜槽，以在冷却管发生结露时、冷却管发生异常而泄漏大量的水时，向旋转电机外排出水。另外，在这种电气设备的排出路径中设置有泄漏检测装置，以在水冷却器的冷却管发生某些异常而从旋转电机内漏出大量的水时，发出警报。

也有利用传感器等感知水的逆流而发出警报的泄漏检测装置(例如专利文献1)。

在以往的泄漏检测装置中，虽然能够将产生的漏水从旋转电机内排出，但大多不能对水从旋转电机外的逆流进行抑制。当发生逆流时，泄漏的水向泄漏检测装置内积留，有时会进行错误的检测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平8–327495号公报

但是，当在旋转电机内产生了负压的情况下，外部空气、异物会通过泄漏检测装置进入旋转电机内，有时对电气设备的绝缘寿命等产生不良影响。因此，需要防止外部空气的吸入。但是，以往的泄漏检测装置不具备对外部空气进行阻断而抑制向旋转电机内吸入外部空气的功能。另外，在排水后，大多很难抑制液体的逆流。由于发生上述水的逆流、外部空气被吸入的现象，因此异物会进入旋转电机内，从而对电气设备产生不良影响。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题而做成的，其目的在于对外部空气等向具有水冷却器的电气设备内的流入进行抑制。

用于实现上述目的的本发明的旋转电机的特征在于，包括：旋转轴，其绕规定的轴线旋转；转子，其从径向外侧环绕上述旋转轴，该转子固定于上述旋转轴而与上述旋转轴一起旋转；定子，其从径向外侧环绕上述转子；定子框，其从径向外侧围住上述定子，对上述转子和上述定子进行收容；风道部，其与上述定子框连接，该风道部构成为在对从上述定子框内流入的空气进行了冷却后，使该空气再次流入到上述定子框内，该风道部在壁面上形成有能将液体排出的通孔；冷却配管，其一部分配置在上述风道部内，该冷却配管供从上述风道部的外部供给的冷却水流通；泄漏检测器，其对从上述通孔流出的上述液体进行检测；以及止回阀，其安装于上述泄漏检测器，当上述风道部内的气压低于外部气压时，该止回阀抑制上述液体从上述风道部流出。

另外，本发明的止回阀装置安装于收容体，该收容体在壁面上形成有通孔且形成有内部的空间，该收容体收容有冷却配管和溜槽构件，上述冷却配管供冷却水在内部流通，上述溜槽构件至少能供因该冷却配管的外表面发生结露而产生的液体流通，该溜槽构件与上述通孔连接而使上述液体从上述通孔流出，其特征在于，该止回阀装置构成为：当上述收容体的内部的气压低于外部气压时，能够抑制外部空气通过上述通孔而流入到上述收容体内。

采用本发明，能够对外部空气等向具有水冷却器的电气设备内的流入进行抑制。

附图说明

图1是示意地表示本发明的第一实施方式的旋转电机的示意立体图。

图2是图1的旋转电机的II箭头方向主视图。

图3是图1的旋转电机的III箭头方向侧视图。

图4是安装于图1的泄漏检测装置的止回阀的示意主剖视图。

图5是本发明的第二实施方式的止回阀的示意主剖视图。

图6是本发明的第三实施方式的止回阀的示意主剖视图。

(符号说明)

12 旋转轴

14 风扇

16 转子

18 定子

20 定子框

22 风道部(收容体)

24 冷却配管

26 溜槽构件

28 通孔

29 连接配管

30 泄漏检测器

32 止回阀

34 配管构件

36 球体(球形浮子)

38 贮存室

40 接水口

42 大径部

44 第一分隔部

46 第二分隔部

48 排水口

50 盖构件

52 铰链部

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的旋转电机的实施方式进行说明。

第一实施方式

使用图1～图4对第一实施方式进行说明。图1是示意地表示本实施方式的旋转电机的示意立体图。图2是图1的旋转电机的II箭头方向主视图。在图1和图2中省略图示风扇14。

图3是图1的旋转电机的III箭头方向侧视图。另外，在图3中，用箭头A表示由风扇14产生的气流。图4是安装于图1的泄漏检测器30的止回阀32的示意主剖视图。

首先，对本实施方式的旋转电机的结构进行说明。

本实施方式的旋转电机具有：水平延伸的旋转轴12；固定于该旋转轴12的转子16；定子18；将旋转轴12和定子18等收容的定子框20；安装于该定子框20的风道部22；安装于该风道部22的泄漏检测器30；以及止回阀32。

转子16以从径向外侧环绕旋转轴12的方式固定于旋转轴12，转子16与旋转轴12一起旋转。利用未图示的轴承将该旋转轴12支承成能旋转自如。

定子18构成为从径向外侧环绕转子16的圆筒状，定子18的内周面与旋转轴12的外周形成规定的空隙(未图示)。

定子框20固定有轴承等。定子框20从径向外侧围住定子18，将转子16和上述定子18收容。

在定子框20内的上述旋转轴12上安装有与旋转轴12一起旋转的风扇14。

风道部22与定子框20连接，风道部22在内部配置有冷却配管24和溜槽构件26。该风道部22构成为在通过使风扇14旋转而将从定子框20内流入的空气冷却后，使该空气再次流入定子框20内。定子框20和风道部22内的空气如图3的箭头A所示，从转子16等的轴向中央朝向风道部22流动，然后在风道部22内被冷却，朝转子16等的轴向外侧流动并再次流入定子框20内。

另外，在该风道部22的壁面上形成有通孔28。该通孔28能够将风道部22内的液体排出。连接配管29与通孔28连接。

冷却配管24供从风道部22的外部供给的冷却水流通。该冷却配管24配置成在风道部的内部弯曲且两端位于风道部22外。从冷却配管24的一端部供给冷却水，从另一端部排出冷却水。该冷却水被配置在风道部22外的散热器(未图示)等冷却而在冷却配管24内循环。

溜槽构件26配置在冷却配管24的下方，因冷却配管24的外表面结露而产生的水在该溜槽构件26内流通。另外，在冷却配管24内发生水的泄漏时漏出的水也能在该溜槽构件26内流通。该溜槽构件26与形成于风道部22的壁面的通孔28连接。能够使在溜槽构件26内流动的水通过通孔28排出到外部。关于水的流通方式见后述。

泄漏检测器30是对从通孔28通过连接配管29而流出的水及其它液体进行检测的设备。

止回阀32安装于泄漏检测器30，构成为当风道部22内的气压低于外部气压时，抑制液体从风道部22流出。如图4所示，该止回阀32具有配管构件34和球体(球形浮子)36。球形浮子36由中空或发泡材料等形成，能漂浮在水中。

配管构件34是与泄漏检测器30连接且能使液体在内部流通的环状的构件。在形成在该配管构件34内的贮存室38中配置有球形浮子36。

配管构件34中位于贮存室38外周的部分是以与连接于泄漏检测器30的部位(接水口40)相比直径增大的方式形成的大径部42。即，大径部42的内侧成为贮存室38。该贮存室38形成有两处能与球形浮子36的表面的周向整个区域接触的分隔部(第一分隔部44和第二分隔部46)。

第一分隔部44和第二分隔部46形成为沿配管构件34的水流方向相对，第一分隔部44位于靠近风道部22一侧，第二分隔部46位于远离风道部22一侧。当第一分隔部44和第二分隔部46与球形浮子36的表面的周向整个区域接触时，能够抑制风道部22内的水向外部流通。

第一分隔部44为圆锥面状。该第一分隔部44形成有沿铅垂延伸的中心(图4的双点划线B，以下称为铅垂中心线B)向下方呈辐射状扩大的曲面(圆锥面)。球形浮子36的表面与该圆锥面接触。

第一分隔部44的向下方扩大的角度(角度α)是在图4中的包含铅垂中心线B在内的平面上，以该铅垂中心线B为中心向下方扩开的角度。

第二分隔部46与第一分隔部44同样为圆锥状，形成有沿图4的铅垂中心线B向上方呈辐射状扩大的曲面(圆锥面)。第二分隔部46的向上方扩大的角度(角度β)是与角度α相对、在图4中的包含铅垂中心线B在内的平面上以该铅垂中心线B为中心向上方扩开的角度。在本例中，将角度α和角度β形成为大致相同。

球形浮子36构成为：在风道部22内的气压低于外部气压时，即风道部22内为负压时，球形浮子36与靠风道部22侧的第一分隔部44接触。

接下来，对本实施方式的作用进行说明。在风道部22内，利用风扇14的旋转产生如图3中的箭头A所示那样的气流。在该气流的作用下，风道部22内的气压有时会因位置不同而不同，即气压有时不均。另外，在风道部22内的规定区域，气压有时随着时间的流逝而变化。这种气压的变化有时也会使风道部22内整体为负压。以下，对风道部22内的气压为正压和负压的各情况下的作用进行说明。

首先，对风道部22内的压力高于外部空气的压力的情况进行说明。

从泄漏检测器30排出的泄漏水经过接水口40和第一分隔部44而流入贮存室38，并流至第二分隔部46。此时，在贮存室38内为球形浮子36与第二分隔部46接触而将排水口48封闭的状态，即，泄漏水不能被排出而留在贮存室38内。

泄漏水在贮存室38内慢慢积攒，当达到能使球形浮子36获得浮力的量时，球形浮子36离开第二分隔部46。其结果是，在球形浮子36与第二分隔部46之间形成能供泄漏水流通的通路，泄漏水从贮存室38经过该流路而从排水口48向外部流出。

由于风道部22内的压力高于外部气压，因此不会将外部空气引入到风道部22内。

接下来，对风道部22内的压力低于外部空气的压力的情况、即风道部22内为负压的情况进行说明。

外部空气通过排水口48而向上流动，将球形浮子36向第一分隔部44侧推起。被外部空气推起的球形浮子36与第一分隔部44接触。此时，球形浮子36的周向整个区域与第一分隔部44接触而形成规定的接触面。利用该接触面将贮存室38与接水口40之间阻断，使外部空气留在贮存室38内。

在这种情况下，从泄漏检测器30排出的泄漏水通过接水口40，流至球形浮子36与第一分隔部44接触的接触面而被贮存在接水口40内。当滞留在接水口40的水作用于球形浮子36的水压超过对球形浮子36与第一分隔部44接触的状态进行保持的力(大气压)时，球形浮子36离开第一分隔部44，不再形成该接触面，泄漏水从接水口40向排水口48流动。

不过，在这种情况下，当泄漏水从排水口48流到外部时，作用于球形浮子36的水压减小，球形浮子36也会再次被外部空气推起。由此，球形浮子36与第一分隔部44形成接触面而对外部空气进行阻断。因而，能够抑制外部空气向风道部22内流入。

根据以上说明可知，采用本实施方式，能够抑制外部空气向风道部22内流入。另外，也能对排出的流体等的逆流进行抑制。由此，能够抑制外部空气通过泄漏检测器30向旋转电机内流入，从而能够抑制因外部空气流入而引发的旋转电机的寿命缩短。

第二实施方式

使用图5对第二实施方式进行说明。图5是本实施方式的止回阀32的示意主剖视图。

另外，本实施方式是第一实施方式的变形例，对于与第一实施方式相同或类似的部分，标注与第一实施方式相同的附图标记而省略重复的说明。另外，本实施方式的旋转电机的整体结构与在第一实施方式中说明的图1～图3所示的旋转电机相同。

本实施方式的止回阀32与在第一实施方式(图4)中说明的止回阀32相同，形成有第一分隔部44和第二分隔部46。

第二分隔部46的向上方扩大的角度β比直角大，即形成为钝角，且形成为比第一实施方式(图4)的角度β大。通过将角度β形成为钝角，使对球形浮子36进行支承的位置位于比球形浮子36的球体中心靠下方的位置，比图4的例子的支承位置还靠下方。通过在更下方的位置对球形浮子36进行支承，当水积攒在球形浮子36的周围时，易于使浮力发挥作用。另外，通过使本实施方式的角度β比在第一实施方式中说明的角度β(图4)大，与在第一实施方式中说明的球形浮子36(图4)相比，浮力易于发挥作用。

另外，将第一分隔部44的角度α形成为锐角且比第一实施方式的角度α小。

当风道部22内为负压时，外部空气想要穿过球形浮子36的周围而进入风道部22。通过将角度α形成为锐角，与将角度α形成为钝角的情况相比，球形浮子36的周围的空间减小。其结果是，从排水口48流入的外部空气不易穿过球形浮子36的周围，因此与第一实施方式相比，外部空气不易流入风道部22。

第三实施方式

使用图6对第三实施方式进行说明。图6是本实施方式的止回阀32的示意主剖视图。

另外，本实施方式是第一实施方式(图1～图4)的变形例，对于与第一实施方式相同或类似的部分，标注与第一实施方式相同的附图标记而省略重复的说明。另外，本实施方式的旋转电机的整体结构与在第一实施方式中说明的图1～图3所示的旋转电机相同。

本实施方式的止回阀32具有配管构件34和安装于该配管构件34的盖构件50。

配管构件34与泄漏检测器30(图1)连接且能使液体在内部流通。该配管构件34与在第一实施方式中说明的止回阀32(图4)相同，形成有接水口40、排水口48和贮存室38。

为了将排水口48封闭而安装有盖构件50。该盖构件50构成为能绕水平轴线转动。在本例中，盖构件50构成为利用铰链部52进行转动。在将排水口48封闭时，盖构件50在自重的作用下关闭。关于盖构件50的开闭动作见后述。

接下来，对本实施方式的作用进行说明。首先，对风道部22内的压力高于外部空气的压力的情况进行说明。

从泄漏检测器30排出的漏水与第一实施方式相同，暂时贮存在贮存室38内，当贮存到一定量时，盖构件50转动而将排水口48打开，将泄漏水向外部排出。另外，由于旋转电机内的压力高于外部空气的压力，因此不会向旋转电机内引入外部空气。

接下来，对风道部22内的压力低于外部空气的压力的情况、即风道部22内为负压的情况进行说明。

盖构件50在自重的作用下与排水口48接触而形成接触面。利用该接触面对外部空气和贮存室38进行阻断，因此外部空气不会通过泄漏检测器30而流入旋转电机内。

从泄漏检测器30排出的漏水被暂时贮存在贮存室38内。

当贮存室38的水量达到比由盖构件50的自重产生的封闭力大的水压的量时，盖构件50打开而不再形成该接触面，泄漏水被暂时排放到外部。然后，当该水压的作用减小时，盖构件50再次因自重而沿关闭的方向进行动作。将排水口48封闭，因此能够抑制外部空气向风道部22内流入。

由此，能够获得与第一实施方式同样的效果。

其它实施方式

上述实施方式的说明是用于对本发明进行说明的例示，并不对权利要求所述的发明进行限定。另外，本发明的各部分的结构不限定于上述实施方式，可以在权利要求所述的技术范围内进行各种变形。

在上述实施方式中，对将止回阀32安装于旋转电机的风道部22的例子进行了说明，但本发明不限定于此。只要是具有水冷却器的电气设备且是内部可能成为负压的电气设备，则可以应用本发明。

Claims (4)

1.一种旋转电机，其特征在于，具有：

旋转轴，其绕规定的轴线旋转；

转子，其从径向外侧环绕所述旋转轴，该转子固定于所述旋转轴而与所述旋转轴一起旋转；

定子，其从径向外侧环绕所述转子；

定子框，其从径向外侧围住所述定子，对所述转子和所述定子进行收容；

风道部，其与所述定子框连接，该风道部构成为在对从所述定子框内流入的空气进行了冷却后，使该空气再次流入到所述定子框内，该风道部在壁面上形成有能供液体排出的通孔；

冷却配管，其一部分配置在所述风道部内，该冷却配管供从所述风道部的外部供给的冷却水流通；

泄漏检测器，其对从所述通孔流出的所述液体进行检测；以及

止回阀，其安装于所述泄漏检测器，当所述风道部内的气压低于外部气压时，该止回阀抑制所述液体从所述风道部流出；

所述止回阀具有：

环状的配管构件，其与所述泄漏检测器连接并向下方延伸，该配管构件在随着朝向下方呈圆锥台状地使内径比连接部分的直径扩大之后，进一步随着朝向下侧呈圆锥台状地使内径缩小，从而形成大径部，且所述液体能在该配管构件的内部流通；以及

球体，其配置在所述配管构件的所述大径部的内部，且具有比所述连接部分的直径大的直径，该球体在所述大径部内以能上下移动的方式在水中浮动，

在所述大径部内的所述球体的移动上限和移动下限分别形成有分隔部，该分隔部能够与所述球体的表面的周向整个区域接触，在该分隔部与所述表面的周向整个区域接触时，能够抑制所述风道部内的所述液体向外部流通，

当所述风道部内的气压低于外部气压时，所述球体在所述球体的移动上限与所述大径部接触。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

在所述定子框内的所述旋转轴上安装有与所述旋转轴一起旋转的风扇，

在所述风扇旋转时，所述风扇能使所述定子框内的空气进行循环，使所述定子框内的空气流入所述风道部。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述风道部具有溜槽构件，该溜槽构件至少能供因所述冷却配管的外表面的结露而产生的水流通，该溜槽构件与所述通孔连接，使所述液体从所述通孔流出。

4.一种止回阀装置，其特征在于，

所述止回阀装置具有：

环状的配管构件，该配管构件在上端形成有接收液体的接水口，在下端形成有排出液体的排水口，并向下方延伸，该配管构件在随着朝向下方呈圆锥台状地使内径比连接部分的直径扩大之后，进一步随着朝向下侧呈圆锥台状地使内径缩小，从而形成大径部，且所述液体能在该配管构件的内部流通；以及

球体，其配置在所述配管构件的所述大径部的内部，且具有比所述连接部分的直径大的直径，该球体在所述大径部内以能上下移动的方式在水中浮动，

在所述大径部内的所述球体的移动上限和移动下限分别形成有分隔部，该分隔部能够与所述球体的表面的周向整个区域接触，在该分隔部与所述表面的周向整个区域接触时，能够抑制所述液体向外部流通，

当所述接水口的气压低于所述排水口的气压时，所述球体在所述球体的移动上限与所述大径部接触。