JP2009194965A - 液体冷却回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転電機の据付状態において、絶縁接続管の固有振動数又は振動振幅値を容易に調整することのできる液体冷却回転電機を提供することにある。
【解決手段】 固定子鉄心１の内径側に挿入され、冷却液体を流す穴を設けた固定子コイル２と、この固定子コイル２に接続され、冷却液体を供給又は排出するための絶縁接続管１４と、この絶縁接続管１４に設けられ、絶縁接続管１４の固有振動数又は振動振幅値を調整する振動調整機構１０とを備えた液体冷却回転電機。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体を用いて固定子コイルを冷却する液体冷却回転電機に関する。

一般に、大形のタービン発電機等の回転電機においては、中空素線を用いて固定子コイルを形成し、この中空素線内に純水等の冷却液体を流して、固定子コイルを冷却する液体冷却回転電機が知られている。このような固定子コイルには、冷却液体の給水又は排出をするために絶縁接続管が接続されている。

そして、この種の液体冷却回転電機の液体漏れなどの対策として、次のものが開示されている。すなわち、内部に冷却水を通す中空素線及び内部に冷却水を通さない中実素線により構成された固定子コイルにおいて、中空素線を中実素線よりも長くして切断し、端部を形成する。これにより、素線とクリップの接続作業を容易にし、信頼性を向上させる回転電機が開示されている（特許文献１参照）。また、固定子コイルを構成する複数本のコイル素線をクリップにろう付けした構成において、冷却水の水漏れ対策として、ろう付け部に隣接して空隙室を設けた回転電機が開示されている（特許文献２参照）。さらに、固定子コイルの端部に加振力を加え、加振力によって得られる振動音を検出することにより、水漏れを検出する水漏れ検出装置が開示されている（特許文献３参照）。

ここで、接続される個々の固定子コイルは、夫々異なる電位を有している。また、流れる冷却液体が導電性であることから、絶縁接続管には、可撓性の良い樹脂などの非導電性の材料が使用されている。固定子コイルエンド部は狭いため、絶縁接続管は、湾曲された状態で、このような固定子コイルエンドと給排水ヘッダーとの間を接続している。このため、絶縁接続管は、夫々個々に微妙に湾曲形状や剛性が異なる。これらの要因により、結果的に、絶縁接続管の固有振動数は、種々の値にばらついて存在する。これらの絶縁接続管の中には、固定子コイルエンド部の電磁加振力である電源周波数の２倍の周波数と一致するものが出てくる。このような絶縁接続管は、回転電機の運転時において共振状態となるため、最悪の場合、絶縁接続管の破損に至り、冷却液体漏れや機内冷却ガス漏れなどを生ずる問題がある。

そこで、回転電機の据付状態において、その運転前に絶縁接続管の固有振動数を調査する。もし、絶縁接続管の固有振動数が電源周波数の２倍の周波数近傍にあることが確認された場合、絶縁接続管の固有振動数を調整する対策を講じる。その対策は主として、絶縁接続管と固定子コイルエンド部との接続部外表面に施されたテーピングなどによる補強の長さ、またはその補強の厚さなどを調整する。これにより、固有振動数を移動させて、電源周波数の２倍の周波数から離調する調整を行う。
特開平７−２３５４０号公報 特開平７−３０８０３８号公報 特開平９−３２２４８１号公報

しかしながら、上述の調整は、固有振動数の調査を繰り返しながら試行錯誤で実施しなければならない。このため、この調整には、非常に多くの労力を要する。

そこで、本発明の目的は、回転電機の据付状態において、絶縁接続管の固有振動数又は振動振幅値を容易に調整することのできる液体冷却回転電機を提供することにある。

本発明の観点に従った液体冷却回転電機は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心の内径側に挿入され、冷却のための液体を流す穴を設けた固定子コイルと、前記固定子コイルに接続され、前記冷却のため液体を供給又は排出するための絶縁接続管と、前記絶縁接続管に設けられ、前記絶縁接続管の振動を抑制する振動抑制手段として、前記絶縁接続管の固有振動数を調整するための動吸振器を備えている。

本発明によれば、回転電機の据付状態において、絶縁接続管の固有振動数又は振動振幅値を容易に調整することのできる液体冷却回転電機を提供することができる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液体冷却回転電機の固定子コイル端部近傍の構成を示す軸方向の断面図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複した説明を省略する。

本液体冷却回転電機は、固定子鉄心１と、固定子鉄心１の内径側に設けられたスロットに挿入された固定子コイル２と、固定子鉄心１のスロット内で上下に配置された固定子コイル２の上コイル及び下コイルの固定子コイルエンド部３を電気的に接続する接続導体１１と、上下に配置された固定子コイル２の上コイルと下コイルを冷却水が流れるように接続する接続管１２と、接続管１２と接続された絶縁接続管１４と、絶縁接続管１４の端部に設けられた給排水ヘッダー１３と、絶縁接続管１４に設けられた振動調整機構１０と、固定子鉄心１の軸方向の両端部を押さえる押さえ板４と、固定子鉄心１の外径側に設けられ、軸方向に突き出た複数本のリブ棒５と、リブ棒５に押さえ板４を固定するためのリブナット６と、固定子コイル２の固定子鉄心１から軸方向にはみ出た固定子コイルエンド３を支えるコイルエンド支え８と、固定子コイルエンド３とコイルエンド支え８との間に介在して設けられたスペーサ１６と、コイルエンド支え８を押さえ板４に固定するための固定金具９と、コイルエンド支え８と押さえ板４との間に介在して設けられたシールド板７と、固定子コイルエンド３に固定されたリング１５とを備えている。

固定子鉄心１は、薄い電磁鋼板を積層して構成されている。電磁鋼板は、内径側に固定子コイル２を挿入するスロット溝を設けている。

絶縁接続管１４には、可撓性の良い樹脂などの非導電性の材料が使用されている。

給排水ヘッダー１３は、外部の給排水系と接続する。給排水ヘッダー１３には、固定子コイル２の内部を循環する冷却水が集められる。この集められた冷却水は、外部の給排水系に給排水される。

コイルエンド支え８は、スペーサ１６を介して、固定子コイルエンド３を支えている。

リング１５は、固定子コイルエンド３を機械的に補強する。

振動調整機構１０は、絶縁接続管１４の固有振動数又は振動振幅値を調整するための機構である。振動調整機構１０は、絶縁接続管１４の長手方向の任意の位置に取り付けることができる構造になっている。

図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。図３は、図２のＢ−Ｂ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。図２及び図３は、本実施形態に係る振動調整機構１０の構成を示している。

振動調整機構１０は、弾性体１０１と、質量体１０２と、固定ボルト１０３と、固定ナット１０４とを備えている。振動調整機構１０を構成する部品は、全て非導電性で、且つ非磁気性の材料で構成されている。即ち、弾性体１０１、質量体１０２、固定ボルト１０３、及び固定ナット１０４は、全て非導電性で、且つ非磁気性である。

振動調整機構１０を絶縁接続管１４に取り付けた状態は、絶縁接続管１４の外表面に弾性体１０１が巻かれ、さらにその外周面に質量体１０２が巻かれた状態になっている。即ち、質量体１０２は、絶縁接続管１４を把持するクランプの役割も果している。振動調整機構１０は、固定ボルト１０３及び固定ナット１０４により、質量体１０２を締め付けることで、絶縁接続管１４の任意の位置に固定される。

振動調整機構１０は、固定ボルト１０３、固定ナット１０４及び質量体１０２の合計質量と、弾性体１０１によるバネマス系を構成している。振動調整機構１０は、絶縁接続管１４に取り付けることで、動吸振器となる。

次に、本実施形態に係る振動調整機構１０の作用について説明する。

絶縁接続管１４の固有振動数と固定子コイルエンド３の電磁加振力である電源周波数の２倍の周波数である２Ｆｄとが一致し、共振している場合に、振動調整機構１０を次のように設定する。

質量体１０２の質量をｍ、弾性体１０１のばね剛性をｋとし、次式を満たすように、質量体１０２と弾性体１０１を設定する。なお、ここでは簡単化のため、弾性体１０１の質量を無視している。

式（１）を満たすように、振動調整機構１０を設定することで、絶縁接続管１４の固有振動数は移動する。理論的には、電源周波数の２倍の周波数による振動成分を最小とすることができる。また、絶縁接続管１４の固有振動数と電源周波数の２倍の周波数とが完全に一致した共振状態でなくても、式（１）を満たすように、質量体１０２と弾性体１０１を設定することにより、絶縁接続管１４の電源周波数の２倍の振動成分は最小となる。

次に、振動調整機構１０の設定方法について説明する。

一般的に、絶縁接続管１４の固有振動数の調査確認は、無水、常温状態で行われる。しかし、液体冷却回転電機の運転状態では、絶縁接続管１４に冷却液体が流れ、且つ固定子コイル２からの入熱のため冷却液体が高温となる。従って、冷却液体が流れている絶縁接続管１４の温度も高温になる。

この場合、無水常温状態に比べ回転電機の運転状態である有水高温状態では、絶縁接続管１４の材料特性から絶縁接続管の固有振動数が概ね３０％の範囲で低下することがこれまでの実績から明らかとなっている。

そこで、無水常温状態で、振動調整機構１０を取り付けた後の絶縁接続管１４の固有振動数が、電源周波数の２倍の周波数から＋３０％の周波数の範囲内に存在しないように、式（１）により、弾性体１０１の剛性と質量体１０２の質量を調整する。

振動調整機構１０の取り付け位置は、当該絶縁接続管１４の振動振幅が最も大きい箇所に取り付けることで、その効果を有効に働かせることができる。

本実施形態によれば、振動調整機構１０の質量体１０２の質量ｍ、弾性体１０１のばね剛性ｋを適宜に設定することで、絶縁接続管１４の固有振動数を任意の周波数に調整することができる。これにより、固定子コイルエンド３の加振周波数である電源周波数の２倍の周波数との共振を回避することができる。また、電源周波数の２倍の周波数に限らず、式（１）により、弾性体１０１と質量体１０２を適宜設定することにより任意の周波数に対してその効果を有効に機能させることができる。

また、初期の固有振動数の調査によって、取り付ける固定ボルト１０３と固定ナット１０４および質量体１０２の合計質量と弾性体１０１の剛性などの値を容易に求めることができる。また、固有振動数の微調整も質量体１０２の質量を増減させることで、容易に行うことができる。

無水常温状態で絶縁接続管１４の固有振動数が電源周波数の２倍の周波数から＋３０％の周波数範囲の周波数にならないように設定することで、液体冷却回転電機の運転状態において、絶縁接続管１４の固有振動数と支配的加振力である電源周波数の２倍の周波数との共振を避けることができる。従って、液体冷却回転電機は、絶縁接続管１４の振動値の大きさを抑制して、運転することができる。これにより、液体冷却回転電機は、運転中においても、絶縁接続管１４の振動による破損を防止することができる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る振動調整機構１０Ａの構成を示す断面図である。図４の断面図は、図２の断面図と同様の切断面で、同様の視点から見た図である。

本実施形態に係る液体冷却回転電機は、第１の実施形態に係る液体冷却回転電機において、振動調整機構１０を振動調整機構１０Ａに置き換えたものである。その他の点は、第１の実施形態に係ると液体冷却回転電機同様である。振動調整機構１０Ａは、絶縁接続管１４の固有振動数又は振動振幅値を調整するための機構である。

本実施形態に係る液体冷却回転電機における振動調整機構１０Ａの取り付け位置は、図１に示す第１の実施形態に係る液体冷却回転電機における振動調整機構１０の取り付け位置と同様である。

振動調整機構１０Ａは、バネ１０１Ａと、質量体１０２Ａと、固定ボルト１０３と、固定ナット１０４と、クランプ１１０とを備えている。振動調整機構１０Ａを構成する部品は、全て非導電性で、且つ非磁気性の材料で構成されている。即ち、バネ１０１Ａ、質量体１０２Ａ、固定ボルト１０３、固定ナット１０４、及びクランプ１１０は、全て非導電性で、且つ非磁気性である。

クランプ１１０は、絶縁接続管１４を把持する。振動調整機構１０Ａは、固定ボルト１０３及び固定ナット１０４により、クランプ１１０を締め付けることで、絶縁接続管１４の任意の位置に固定される。

バネ１０１Ａは、クランプ１１０の左右に１８０度対称に取り付けられている。

質量体１０２Ａは、バネ１０１Ａの左右の端部に取り付けられている。即ち、質量体１０２Ａは、バネ１０１Ａの振動方向ＤＶに対して直角方向の両端に取り付けられている。質量体１０２Ａは、ボルト１０２Ａ１とナット１０２Ａ２とを備えている。質量体１０２Ａは、ボルト１０２Ａ１とナット１０２Ａ２でバネ端部に固定されている。質量体１０２Ａの主な質量は、ボルト１０２Ａ１の質量とナット１０２Ａ２の質量との和になる。

振動調整機構１０Ａを絶縁接続管１４に取り付けることで、クランプ１１０、固定ボルト１０３および固定ナット１０４が絶縁接続管１４の質量に加算され、バネ１０１Ａと質量体１０２Ａで動吸振器のバネマス系を構成する。その他の点は、第１の実施形態に係る振動調整機構１０と作用効果及び設定方法などは同様である。

本実施形態によれば、絶縁接続管の外側径方向に延びたバネ１０１Ａと、バネ１０１Ａに設けられた質量体１０２Ａにより、動吸振器のバネマス系を構成することにより、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。従って、振動調整機構１０Ａの質量体１０２Ａの質量ｍ、弾性体１０１Ａのばね剛性ｋを適宜に設定することで、絶縁接続管１４の固有振動数を任意の周波数に調整できる。これにより、固定子コイルエンド３の加振周波数である電源周波数の２倍の周波数との共振を回避することができる。よって、電源周波数の２倍の周波数による加振力が支配的である絶縁接続管１４の振動値を小さくすることができる。このため、絶縁接続管１４が振動で破損することを防止することができる。

また、初期の固有振動数の調査によって、質量体１０２Ａの質量とバネ１０１Ａの剛性などの値を容易に求めることができる。さらに、固有振動数の微調整も質量体１０２Ａの質量の増減で容易に簡単に行うことができる。また、バネ１０１Ａの構造および質量体１０２Ａの質量を比較的任意に設定できる。従って、第１の実施形態に係る振動調整機構１０よりも絶縁接続管１４の固有振動数を広範囲に調整することができる。

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る振動調整機構１０Ｂの構成を示す断面図である。図５の断面図は、図２の断面図と同様の切断面で、同様の視点から見た図である。図６は、図５のＣ−Ｃ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。

振動調整機構１０Ｂは、図２及び図３に示す第１の実施形態に係る振動調整機構１０において、弾性体１０１を取り除いた点以外は、同様である。振動調整機構１０Ｂは、絶縁接続管１４の固有振動数又は振動振幅値を調整するための機構である。

質量体１０２Ｂは、絶縁接続管１４の長手方向の任意の位置に固定ボルト１０３及び固定ナット１０４により固定される。例えば、固定位置は、絶縁接続管１４の振動振幅の最大の箇所が効果的である。

本実施形態によれば、振動調整機構１０Ｂを、固定ボルト１０３及び固定ナット１０４により、直に絶縁接続管１４の長手方向の任意の位置に固定することができる。これにより、振動調整機構１０Ｂは、絶縁接続管１４に対しては質量の増加として作用する。これにより、絶縁接続管１４は、取り付け前と比較して固有振動数を低下させるように作用する。

従って、振動調整機構１０Ｂを設定して、絶縁接続管１４の固有振動数を低下させることができる。これにより、絶縁接続管１４は、固定子コイルエンド３の固有振動数の２倍の周波数との共振を回避することができる。

（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る振動調整機構１０Ｃの絶縁接続管１４に取り付けられた状態を示す外観図である。図８は、図７のＥ−Ｅ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。図９は、図７のＤ−Ｄ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。

本実施形態に係る液体冷却回転電機は、振動調整機構１０を振動調整機構１０Ｃに置き換えた点以外は、第１の実施形態に係る液体冷却回転電機と同様である。振動調整機構１０Ｃは、絶縁接続管１４の固有振動数又は振動振幅値を調整するための機構である。

本実施形態に係る液体冷却回転電機における振動調整機構１０Ｃの取り付け位置は、図１に示す第１の実施形態に係る液体冷却回転電機における振動調整機構１０の取り付け位置と同様である。

振動調整機構１０Ｃは、テープ１０５と、質量体１０２Ｃとを備えている。

質量体１０２Ｃは、テープ１０５を絶縁接続管１４に巻きつけることにより、絶縁接続管１４の長手方向の任意の位置に固定される。例えば、固定位置は、絶縁接続管１４の振動振幅の最大の箇所が効果的である。テープ１０５は、樹脂等を含浸または塗布して巻きつけ硬化させる。

本実施形態によれば、質量体１０２Ｃは、テープ１０５のテーピングによって直に絶縁接続管１４の長手方向の任意の位置に固定することができる。これにより、振動調整機構１０Ｃは、絶縁接続管１４に対しては質量の増加として作用する。これにより、絶縁接続管１４は、取り付け前と比較して固有振動数を低下させるように作用する。

従って、テープ１０５のテーピングにより、質量体１０２Ｃを絶縁接続管１４に巻きつけることで、絶縁接続管１４の固有振動数を低下させることができる。これにより、絶縁接続管１４は、固定子コイルエンド３の固有振動数の２倍の周波数との共振を回避することができる。

振動調整機構１０Ｃは、絶縁接続管１４に取り付けてもあまりスペースを必要としないため、取り付け箇所が広く確保できない場合にも対応することができる。

また、絶縁接続管１４と固定子コイルエンド２の接続箇所や、絶縁接続管１４と給排水ヘッダー１３との接続箇所の補強のためのテーピングを兼ねて、振動調整機構１０Ｃを取り付けることができる。このように、振動調整機構１０Ｃを取り付けるためのテーピングと、接続箇所を補強するためのテーピングを兼ねることで、液体冷却回転電機を運転するに当たって、作業量及び材料費を軽減することができる。

（第５の実施形態）
図１０は、本発明の第５の実施形態に係る振動調整機構１０Ｄの構成を示す断面図である。図１０の断面図は、図２の断面図と同様の切断面で、同様の視点から見た図である。図１１は、図１０のＦ−Ｆ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。

本実施形態に係る液体冷却回転電機は、第１の実施形態に係る液体冷却回転電機において、振動調整機構１０を振動調整機構１０Ｄに置き換えたものである。その他の点は、第１の実施形態に係ると液体冷却回転電機同様である。振動調整機構１０Ｄは、絶縁接続管１４の固有振動数又は振動振幅値を調整するための機構である。

振動調整機構１０Ｄは、空力抵抗体１０６と、固定ボルト１０３と、固定ナット１０４とを備えている。振動調整機構１０Ｄを構成する部品は、全て非導電性で、且つ非磁気性の材料で構成されている。即ち、空力抵抗体１０６、固定ボルト１０３、及び固定ナット１０４は、全て非導電性で、且つ非磁気性である。

空力抵抗体１０６は、絶縁接続管１４の振動方向ＤＶに対して大きな面積を有するような形状になっている。

空力抵抗体１０６は、クランプ機構を備えている。空力抵抗体１０６のクランプ機構は、絶縁接続管１４を把持する。振動調整機構１０Ｄは、固定ボルト１０３及び固定ナット１０４により、空力抵抗体１０６のクランプ機構を締め付けることで、絶縁接続管１４の任意の位置に固定される。

本実施形態に係る液体冷却回転電機は、絶縁接続管の周りが水素ガスで満たされている。空力抵抗体１０６は、絶縁接続管１４と共に振動することにより、絶縁接続管１４の周辺の水素ガスが抵抗となるため、絶縁接続管１４の振動を抑制するように作用する。

本実施形態によれば、振動調整機構１０Ｄを取り付けない場合と比較して、絶縁接続管１４の振動値を小さくすることができる。これにより、絶縁接続管１４が振動する全ての周波数において、絶縁接続管１４の振動を抑制することができる。よって、電源周波数の２倍の周波数で共振している絶縁接続管１４の振動振幅値を小さくすることができる。

（第６の実施形態）
図１２は、本発明の第６の実施形態に係る振動調整機構１０Ｅの構成を示す断面図である。図１２の断面図は、図２の断面図と同様の切断面で、同様の視点から見た図である。

本実施形態に係る液体冷却回転電機は、第１の実施形態に係る液体冷却回転電機において、振動調整機構１０を振動調整機構１０Ｅに置き換えたものである。その他の点は、第１の実施形態に係ると液体冷却回転電機同様である。振動調整機構１０Ｅは、絶縁接続管１４の固有振動数又は振動振幅値を調整するための機構である。

振動調整機構１０Ｅは、クランプ治具１０７と、キャビティ１０８と、固定ボルト１０３と、固定ナット１０４とを備えている。振動調整機構１０Ｅを構成する部品は、全て非導電性で、且つ非磁気性の材料で構成されている。即ち、クランプ治具１０７、キャビティ１０８、固定ボルト１０３、及び固定ナット１０４は、全て非導電性で、且つ非磁気性である。

クランプ冶具１０７は、絶縁接続管１４を把持する。振動調整機構１０Ｅは、固定ボルト１０３及び固定ナット１０４により、クランプ冶具１０７を締め付けることで、絶縁接続管１４の任意の位置に固定される。

キャビティ１０８は、クランプ冶具１０７の左右の端部に１８０度対称に取り付けられている。即ち、キャビティ１０８は、クランプ冶具１０７の振動方向に対して直角方向の両端に取り付けられている。キャビティ１０８は、内部に液体１０９を保持している。キャビティ１０８は、振動することにより液体がスロッシングする。キャビティ１０８は、液体１０９のスロッシング効果により動吸振器を形成する。

キャビティ１０８は、内壁に突起ＰＲを設けている。突起ＰＲは、キャビティ１０８の内部の空間を２つに分断している。この２つの空間は、２つの突起ＰＲ間の隙間を通じて繋がっている。液体１０９は、突起ＰＲにより、移動に絞りが掛かる。即ち、突起ＰＲを設けることにより、液体１０９の内部での流れが制限される。よって、液体１０９は、キャビティ１０８の内壁面との摩擦力が増大する。

本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。

キャビティ１０８は、絶縁接続管１４に取り付けることで、内部に入っている流体である液体１０９のスロッシング効果により動吸振器となる。従って、絶縁接続管１４の固有振動数を調整し、且つ振動振幅を抑制することができる。また、キャビティ１０８に絞りとして突起ＰＲを設けることにより、液体１０９とキャビティ１０８の内壁面との摩擦力を増大させ、振動抑制効果を増大させることができる。

（第７の実施形態）
図１３は、本発明の第７の実施形態に係る液体冷却回転電機の固定子コイル端部近傍の構成を示す軸方向の断面図である。図１４は、図１３のＧ−Ｇ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。

本実施形態に係る液体冷却回転電機は、第１の実施形態に係る液体冷却回転電機において、振動調整機構１０を振動調整機構１０Ｆに置き換えたものである。その他の点は、第１の実施形態に係ると液体冷却回転電機同様である。振動調整機構１０Ｆは、絶縁接続管１４の固有振動数又は振動振幅値を調整するための機構である。

振動調整機構１０Ｆは、２つの接続帯１１０と、４つの固定ボルト１０３と、４つの固定ナット１０４とを備えている。

ここで、絶縁接続管１４Ａは、絶縁接続管１４Ａの支配的加振力である電源周波数の２倍の周波数数で共振又は共振近傍で大きく振動しているものとする。絶縁接続管１４Ｂは、絶縁接続管１４Ａと隣接している絶縁接続管である。絶縁接続管１４Ａ，１４Ｂは、図１に示す絶縁接続管１４と同じである。即ち、絶縁接続管１４Ａ，１４Ｂは、体冷却回転電機の複数の絶縁接続管のうちの隣接する２本である。２つの接続帯１１０は、絶縁接続管１４Ａ，１４Ｂを両側から挟み込むように取り付ける。４組の固定ボルト１０３及び固定ナット１０４により、２つの接続帯１１０を絶縁接続管１４Ａ，１４Ｂに固定する。隣接する２つの絶縁接続管１４Ａ，１４Ｂは、振動調整機構１０Ｆにより、強固に連結される。連結された絶縁接続管１４全体の支持剛性は増加する。これにより、連結された絶縁接続管１４Ａ，１４Ｂの固有振動数は増加する。

本実施形態によれば、絶縁接続管１４Ａの支配的加振力である電源周波数の２倍の周波数で共振又は共振近傍で大きく振動している絶縁接続管１４Ａに対して、振動調整機構１０Ｆにより、隣接する絶縁接続管１４Ｂと連結させることで、共振または共振近傍にある絶縁接続管１４Ａの固有振動数を高くすることができる。

従って、絶縁接続管１４Ａは、共振を回避又は共振域から隔離することができる。即ち、絶縁接続管１４Ａの振動値を小さくすることができる。

なお、各実施形態において、１つの絶縁接続管１４に、いくつの振動調整機構１０，１０Ａ〜１０Ｆを設けてもよい。振動調整機構１０，１０Ａ〜１０Ｆを絶縁接続管１４の長手方向に複数個設けることで、絶縁接続管１４の夫々の振動モードによる振動を抑制することができる。具体的には、各振動モードの振動の最大振幅を生ずる全ての位置に、振動調整機構１０，１０Ａ〜１０Ｆを取り付けることにより、夫々の振動モードにおける振動値を小さくすることができる。また、振動振幅値が最大となる箇所のうちいずれか１箇所に振動調整機構１０，１０Ａ〜１０Ｆを取り付けるだけでも、全ての最大となる箇所についての振動振幅値を抑制することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る液体冷却回転電機の固定子コイル端部近傍の構成を示す軸方向の断面図。 第１の実施形態における図１のＡ−Ａ線矢視断面図。 第１の実施形態における図２のＢ−Ｂ線矢視断面図。 本発明の第２の実施形態に係る振動調整機構の構成を示す断面図。 本発明の第３の実施形態に係る振動調整機構の構成を示す断面図。 第３の実施形態における図５のＣ−Ｃ線矢視断面図。 本発明の第４の実施形態に係る振動調整機構の絶縁接続管に取り付けられた状態を示す外観図。 第４の実施形態における図７のＥ−Ｅ線矢視断面図。 第４の実施形態における図７のＤ−Ｄ線矢視断面図。 本発明の第５の実施形態に係る振動調整機構の構成を示す断面図。 第５の実施形態における図１０のＦ−Ｆ線矢視断面図。 本発明の第６の実施形態に係る振動調整機構の構成を示す断面図。 本発明の第７の実施形態に係る液体冷却回転電機の固定子コイル端部近傍の構成を示す軸方向の断面図。 第７の実施形態における図１３のＧ−Ｇ線矢視断面図。

符号の説明

１…固定子鉄心、２…固定子コイル、３…固定子コイルエンド、４…押さえ板、５…リブ棒、６…リブナット、７…シールド板、８…コイルエンド支え、９…固定金具、１０，１０Ａ〜１０Ｆ…振動調整機構、１１…接続導体、１２…接続管、１３…給排水ヘッダー、１４…絶縁接続管、１５…リング、１６…スペーサ。

Claims (14)

1. 固定子鉄心と、
   前記固定子鉄心の内径側に設けられたスロットに挿入され、冷却のための液体を流す穴を設けた固定子コイルと、
   前記固定子コイルのコイルエンド部と給排水系との間を接続し、前記冷却のため液体を供給又は排出するための絶縁接続管と、
   前記絶縁接続管に設けられ、前記絶縁接続管の振動を抑制する振動抑制手段として、前記絶縁接続管の固有振動数を調整するための動吸振器を備えたことを特徴とする液体冷却回転電機。
2. 前記振動抑制手段は、
   前記絶縁接続管の外周を覆う弾性体と、
   前記弾性体の外周を覆う質量体とを備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の液体冷却回転電機。
3. 前記振動抑制手段は、
   前記絶縁接続管の外側径方向に延びたバネと、
   前記バネに設けられた質量体とを備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の液体冷却回転電機。
4. 前記振動抑制手段は、前記絶縁接続管の振動によりスロッシングする液体又は粒子状の物質を内部に収容したこと
   を特徴とする請求項１に記載の液体冷却回転電機。
5. 前記振動抑制手段は、前記液体又は前記粒子状の物質の前記内部での移動を制限する移動制限手段を設けたこと
   を特徴とする請求項４に記載の液体冷却回転電機。
6. 固定子鉄心と、
   前記固定子鉄心の内径側に挿入され、冷却のため液体を流す穴を設けた固定子コイルと、
   前記固定子コイルに接続され、前記冷却のため液体を供給又は排出するための絶縁接続管と、
   ２つの前記絶縁接続管を連結し、２つの前記絶縁接続管の振動を抑制する振動抑制手段と
   を備えたことを特徴とする液体冷却回転電機。
7. 固定子鉄心と、
   前記固定子鉄心の内径側に設けられたスロットに挿入され、冷却のため液体を流す穴を設けた固定子コイルと、
   前記固定子コイルのコイルエンド部と給排水系との間を接続し、前記冷却のため液体を供給又は排出するための絶縁接続管と、
   前記絶縁接続管に設けられ、前記絶縁接続管の振動による空力抵抗を得て、前記絶縁接続管の振動を抑制する振動抑制手段と
   を備えたことを特徴とする液体冷却回転電機。
8. 前記振動抑制手段は、前記絶縁接続管の任意の箇所に固定可能な構造であること
   を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の液体冷却回転電機。
9. 固定子鉄心と、
   前記固定子鉄心の内径側に設けられたスロットに挿入され、冷却のため液体を流す穴を設けた固定子コイルと、
   前記固定子コイルのコイルエンド部と給排水系との間を接続し、前記冷却のため液体を供給又は排出するための絶縁接続管と、
   前記絶縁接続管に設けられ、前記絶縁接続管の質量を調整する質量体として、前記絶縁接続管の振動を抑制する振動抑制手段と
   を備えたことを特徴とする液体冷却回転電機。
10. 前記振動抑制手段は、前記絶縁接続管にテープで固定されたこと
    を特徴とする請求項９に記載の液体冷却回転電機。
11. 前記振動抑制手段は、前記絶縁接続管の振動振幅が最大となる位置に取り付けられたことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の液体冷却回転電機。
12. 前記振動抑制手段は、１つの前記絶縁接続管に２つ以上設けたこと
    を特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の液体冷却回転電機。
13. 前記振動抑制手段は、非導電性又は非磁性の材質であること
    を特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の液体冷却回転電機。
14. 前記絶縁接続管は、前記振動抑制手段を用いることにより、無水常温状態での固有振動数が、電源周波数の２倍の周波数から＋３０％の範囲に存在しないこと
    を特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の液体冷却回転電機。

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