JP2010259196A - 回転電機の高圧ブッシング - Google Patents

Abstract

【課題】中空接続導体を効率良く冷却することができる回転電機の高圧ブッシングを提供すること。
【解決手段】回転電機の高圧ブッシングにおいて、複数の連通孔１４のそれぞれの向きが、中空接続導体８の壁面に垂直な方向から中空接続導体８の周方向および機外側へ傾いている。すなわち、周方向への傾きがあるため、冷却ガス１１が複数の連通孔１４を通過すると、中空接続導体８の内径側にはスワール流が発生する。更に、機外側への傾きがあるため、中空接続導体８の機外側軸端部１２に向かう流れが励起され、機外側端部１２に達した冷却ガス１１がＵターンして中心軸側を通って機内側へと流れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機の高圧ブッシングに関する。

回転電機の高圧ブッシングにおける中空接続導体の冷却構造に関しては、例えば特許文献１〜３に示されるものが知られている。

ここで、回転電機の高圧ブッシングにおける中空接続導体の冷却構造の一例を、図１６および図１７を参照して説明する。図１６は、回転電機の基本構成を示す図である。図１７は、回転電機に備えられる従来の高圧ブッシングの構成を示す図である。

例えば大容量タービン発電機においては、図１６に示されるような回転電機の機内に水素ガスを封入し、これを冷却媒体として、回転子１、固定子鉄心２、固定子コイル３等の各部を冷却する。また、固定子コイル３から接続導体４を介して、出力端子箱５に設けられる高圧ブッシング６ａに結線し、電気出力を回転電機外部へと取り出す。また、固定子コイル３をスター結線し、その中性点を接地する場合、出力端子箱５に設けられる高圧ブッシング６ｂを介して、電気出力を機外へ取り出し、中性点結線をする。なお、出力端子箱５は、固定子フレーム７に取り付けられている。上記高圧ブッシング６ａ、６ｂは、それぞれのブッシング内部に機内の冷却ガス１１を導いてその冷却を行うようになっている。

図１７に示される高圧ブッシングは、出力端子箱５を貫通して設けられ、回転電機の出力を取り出すための中空接続導体８と、中空接続導体８の外周側に設けられ、中空接続導体８と出力端子箱５とを絶縁する碍子等の絶縁筒９とを有する。絶縁筒９はフランジとシール部とを有しており、出力端子箱５に固定される。一般に、絶縁筒９のフランジは金属で製作し、絶縁部分と接着剤等で一体として形成される。

中空接続導体８は、絶縁筒９を貫通して外側導体接続部１５を形成し、回転電機外側の電流リードへ接続される。また、中空接続導体８は、導体押さえ１３により絶縁筒９に間隙を保って固定され、パッキン１０等により機内の冷却ガス１１が中空接続導体８と絶縁筒９との接合部から機外に漏れることを防止するためにシールが施される。また、中空接続導体８は、機外側端部１２が封止した構造となっている。

中空接続導体８には大電流が流れて発熱するため、中空接続導体８は回転電機機内の冷却ガス１１を導入して冷却する。すなわち、機内の冷却ガス１１は、導体押さえ１３に設けた切り欠き部より高圧ブッシング内に導入され、中空接続導体８と絶縁筒９との間隙を機外方向へ流れ、このときに中空接続導体８の外周面を冷却する。中空接続導体８の外周面を冷却した冷却ガス１１は、中空接続導体８に設けられる複数の連通孔１４を通じて中空接続導体８の内周側に導かれる。このときの複数の連通孔１４のそれぞれの向き（すなわち、冷却ガス１１が噴出される方向）は、中空接続導体８の壁面に対して垂直である。中空接続導体８の内周側に導かれた冷却ガス１１は、中空接続導体８の機内側端部へ向けて流れ、このときに中空接続導体８の内周面を冷却する。中空接続導体８の内周面を冷却した冷却ガス１１は、中空接続導体８の機内側端部より排出される。

中空接続導体８の内径側流路は、図示しない配管を通じて、高圧ブッシングの冷却ガス１１の入口側となる出力端子箱５内の冷却ガス圧力より低い回転電機機内の部位、例えばファン入口の低圧室に接続されており、両者の差圧を駆動力として、前述のように高圧ブッシング内に冷却ガス１１が流れることにより、中空接続導体８で生じた熱が冷却されるようになっている。

特公昭６０−１６１８０号公報 特公平５−１７７８０号公報 特開平５−２０７７０１号公報

ところで、高圧ブッシングは、回転電機の固定子フレーム７を貫通する構造を有するため、水素ガスが機外に漏れないようにシールをしなくてはならない。一般的にシール部に用いるパッキン１０（もしくはガスケット）は高温にさらされることによって劣化が進み、ガスシールの機能を果たさなくなるため、シール部は十分に冷却を施し、高温とならないように設計する必要がある。

しかしながら、現在の高圧ブッシングの構造では、外側導体接続部１５が絶縁筒９を貫通して突出する構造を有する一方で、冷却ガス１１を通す連通孔１４は、冷却ガス１１の流路構成上、絶縁筒９の内部に設けなければならない。このため、冷却ガス１１は連通孔１４を通り抜けるとすぐにＵターンして機内側へ向けて流れてしまう。この結果、連通孔１４よりも機外側にある領域は冷却ガス１１の流れが淀み、十分な冷却が行われず、中空接続導体８が高温になってしまう。

また、冷却ガス１１のシールは、連通孔１４よりも機外側の位置で施されなければならない。このため、パッキン１０は、高温の中空接続導体８に接することとなり、劣化が進み、水素ガスが漏れやすくなる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、中空接続導体を効率良く冷却することができる回転電機の高圧ブッシングを提供することを目的とする。

本発明の一態様による回転電機の高圧ブッシングは、冷却ガスを機内に封入した回転電機の出力端子箱を貫通して設けられ、当該回転電機の出力を取り出すための中空接続導体と、前記中空接続導体の外周側に設けられ、前記中空接続導体と前記出力端子箱とを絶縁させる絶縁筒と、機内の冷却ガスが前記中空接続導体と前記絶縁筒との接合部から機外に漏れることを防止するシール部とを備え、機内の冷却ガスが前記中空接続導体と前記絶縁筒との間隙を通じて機外方向へ流れ、当該機外方向へ流れた冷却ガスが前記中空接続導体に設けられる複数の連通孔を通じて前記中空接続導体の内周側へ導かれ、当該内周側に導かれた冷却ガスが前記中空接続導体の機内側端部へ導かれて排出される高圧ブッシングにおいて、前記複数の連通孔の向きが、前記中空接続導体の壁面に垂直な方向から前記中空接続導体の周方向もしくは機外側へ傾いていることを特徴とする。

本発明によれば、中空接続導体を効率良く冷却することができる回転電機の高圧ブッシングを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングに備えられる中空接続導体８を内径側から見た斜視図。 図１中の中空接続導体８を軸方向から見た断面図。 図１中の中空接続導体８およびその周辺部分を、軸方向に垂直な方向から見た断面図。 中空接続導体８の壁面に対する連通孔１４の向きの角度（周方向角度）θを示す図。 周方向角度θと冷却性能比との関係を示す図。 中空接続導体８の壁面に対する連通孔１４の向きの角度（軸方向角度）φを示す図。 軸方向角度φと冷却性能比との関係を示す図。 軸方向において隣り合う連通孔１４の中心部と中心部との間の距離（軸方向孔ピッチ）ｐと連通孔１４の孔径（直径）ｄとの関係を示す図。 軸方向孔ピッチ−孔径の比率ｐ／ｄと冷却性能比との関係を示す図。 本発明の第２の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングに備えられる中空接続導体８およびその周辺部分を、軸方向に垂直な方向から見た断面図。 本発明の第３の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングに備えられる中空接続導体８およびその周辺部分を、軸方向に垂直な方向から見た断面図。 本発明の第４の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングに備えられる中空接続導体８およびその周辺部分を、軸方向に垂直な方向から見た断面図。 図１２中の中空接続導体８を軸方向から見た各段の断面図。 本発明の第５の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングに備えられる中空接続導体８およびその周辺部分を、軸方向に垂直な方向から見た断面図。 本発明の第６の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングに備えられる中空接続導体８およびその周辺部分を、軸方向に垂直な方向から見た断面図。 回転電機の基本構成を示す図。 回転電機に備えられる従来の高圧ブッシングの構成を示す図。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

（各実施形態に共通する事項）
本発明の各実施形態に係る回転電機の基本構成は、既に説明した図１６の構成と同様となる。このため、各実施形態では回転電機の基本構成についての説明を省略する。

また、本発明の各実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングの構成は、連通孔１４の構造を除けば、前述の図１７に示される構成とほぼ同様となる。このため、各実施形態では、連通孔１４の構造の違いを中心に説明する。但し、第５および第６の実施形態では、更に、従来技術に無い仕切りについても説明する。

以下の各実施形態の説明では、適宜、図１６および図１７を参照するものとする。

（第１の実施形態）
最初に、図１〜図９を参照して、本発明の第１の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングの構成について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングに備えられる中空接続導体８を内径側から見た斜視図である。図２は、上記中空接続導体８を軸方向から見た断面図である。図３は、上記中空接続導体８およびその周辺部分を、軸方向に垂直な方向から見た断面図である。

図１〜図３に示されるように、第１の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングは、中空接続導体８の軸方向および周方向の双方に離間配設された複数の連通孔１４を有する。

なお、図２の例では、中空接続導体８の周方向に６個の連通孔１４が配設されているが、これに限らず、連通孔１４は２〜５個もしくは７個以上で構成していてもよい。また、図３の例では、中空接続導体８の軸方向に２段の連通孔１４が配設されているが、これに限らず、連通孔１４は３段以上で構成していてもよい。

特に、第１の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングは、複数の連通孔１４のそれぞれの向きが、中空接続導体８の壁面に垂直な方向から中空接続導体８の周方向および機外側へ傾いているという特徴を有する。すなわち、周方向への傾きがあるため、図１や図２に示されるように、冷却ガス１１が複数の連通孔１４を通過すると、中空接続導体８の内径側にはスワール流が発生する。更に、機外側への傾きがあるため、図３に示されるように、中空接続導体８の機外側軸端部１２に向かう流れが励起され、機外側端部１２に達した冷却ガス１１がＵターンして中心軸側を通って機内側へと流れる。

このように構成された回転電機の高圧ブッシングにおいて、機内の冷却ガス１１は、導体押さえ１３に設けた切り欠き部より高圧ブッシング内に導入され、中空接続導体８と絶縁筒９との間隙を機外方向へ流れ、このときに中空接続導体８の外周面を冷却する。

中空接続導体８の外周面を冷却した冷却ガス１１は、中空接続導体８に設けられる複数の連通孔１４を通じて中空接続導体８の内周側に導かれる。このときの複数の連通孔１４のそれぞれの向きは、前述したように、中空接続導体８の壁面に垂直な方向から中空接続導体８の周方向および機外側へ傾いている。このため、複数の連通孔１４を通り抜けて中空接続導体８の内径側に噴出した冷却ガス１１は、機外側端部１２側にらせん状に回転しながら流れ、機外側端部１２に達する。このとき、冷却ガス１１は連通孔１４よりも機外側にある中空接続導体８の内周面を冷却する。

連通孔１４よりも機外側にある中空接続導体８の内周面を冷却した冷却ガス１１は、機外側端部１２でＵターンし、中空接続導体８の中心軸側を通って、中空接続導体８の機内側端部へ向けて流れ、このときに中空接続導体８の内周面を冷却する。中空接続導体８の内周面を冷却した冷却ガス１１は、中空接続導体８の機内側端部より排出される。

中空接続導体８の内径側流路は、図示しない配管を通じて、高圧ブッシングの冷却ガス１１の入口側となる出力端子箱５内の冷却ガス圧力より低い回転電機機内の部位、例えばファン入口の低圧室に接続されており、両者の差圧を駆動力として、前述のように高圧ブッシング内に冷却ガス１１が流れることにより、中空接続導体８で生じた熱が冷却されることになる。

このように、複数の連通孔１４のそれぞれの向きを中空接続導体８の壁面に垂直な方向から中空接続導体８の周方向および機外側へ傾けて配設することにより、複数の連通孔１４を通り抜けて中空接続導体８の内径側に噴出した冷却ガス１１は、機外側端部１２側にらせん状に回転しながら流れ、機外側端部１２に達する。このとき、冷却ガス１１は、連通孔１４よりも機外側にある中空接続導体８の内周面を冷却するため、機外側の中空接続導体８を低い温度に保つことができる。

また、パッキン１０と接している中空接続導体８が高温となることがないため、シールする部材の劣化を最小限に抑えて、冷却ガス１１の漏れる可能性が低く、信頼性の高い高圧ブッシングを提供することができる。

なお、ここまでの説明では、複数の連通孔１４のそれぞれの向きが、中空接続導体８の壁面に垂直な方向から中空接続導体８の周方向および機外側の両方に傾いている場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。複数の連通孔１４のそれぞれの向きは、中空接続導体８の壁面に垂直な方向から中空接続導体８の周方向にのみ傾いていても良いし、あるいは、機外側にのみ傾いていても良い。

複数の連通孔１４のそれぞれの向きを周方向にのみ傾けて配設した場合は、機外側端部１２へ向かう流れが励起されないが、周方向に向かう流れにより、中空接続導体８の内径側にスワール流が発生し、そのスワール流に随伴して連通孔１４よりも機外側にある中空接続導体８内側の淀み領域にもスワール流が励起される。この随伴流により淀み領域が攪拌されるため、機外側の中空接続導体８の内周面を冷却する効果が得られる。

一方、複数の連通孔１４のそれぞれの向きを機外側にのみ傾けて配設した場合は、スワール流は励起されないが、機外側端部１２へ向かう流れにより機外側の中空接続導体８の内周面を冷却する効果が得られる。

ここで、図４〜図９を参照して、冷却効果を向上させるための連通孔１４の周方向角度、軸方向角度、および軸方向に離間配置される連通孔１４の軸方向孔ピッチについて説明する。

（ａ）周方向角度について
連通孔１４の向きが中空接続導体８の周方向に傾いている場合を考える。
ここで、図４に示されるように、中空接続導体８の壁面に対する連通孔１４の向きの角度（周方向角度）をθとする。

この場合の周方向角度θと冷却性能比との関係を図５に示す。この場合の冷却性能比とは、連通孔１４の向きが中空接続導体８の壁面に垂直な方向を向いているとき（θ＝９０°のとき）の冷却性能を１とした場合の、任意の周方向角度θにおける冷却性能を示す指標である。なお、冷却性能は、流量と熱伝達率との積で表される。

図５からわかるように、冷却性能比はθ＝７５°近傍にてピークを示し、４０°≦θ≦８５°の範囲において従来に比して１．２以上の際立った冷却性能比を得ることができる。すなわち、連通孔１４の向きをθ＝９０°の状態から５°以上傾けることにより、ほとんどなかった周方向の流れが励起されるため、熱伝達率が急激に上昇する。θを小さくしていくと、周方向速度成分が大きくなるため、連通孔１４通過後の冷却ガス１１の攪拌効果は大きくなるが、通風の実質径が減少し圧力損失が増大するため、流量が減少し、冷却能力が低下する。従って、周方向角度θが４０°≦θ≦８５°の範囲内となるように連通孔１４を配設することにより、従来に比して際立った冷却性能を引き出すことが可能となる。

（ｂ）軸方向角度について
連通孔１４の向きが中空接続導体８の軸方向機外側に傾いている場合を考える。
ここで、図６に示されるように、中空接続導体８の壁面に対する連通孔１４の向きの角度（軸方向角度）をφとする。

この場合の軸方向角度φと冷却性能比との関係を図７に示す。この場合の冷却性能比とは、連通孔１４の向きが中空接続導体８の壁面に垂直な方向を向いているとき（φ＝９０°のとき）の冷却性能を１とした場合の、任意の軸方向角度φにおける冷却性能を示す指標である。

図７からわかるように、冷却性能比はφ＝５０°近傍にてピークを示し、３０°≦φ≦７５°の範囲において従来に比して１．２以上の際立った冷却性能比を得ることができる。すなわち、連通孔１４の向きをφ＝９０°の状態から１５°以上傾けないと、機外側軸端部１２へ向かう流れが誘起されない。また、φが３０°以下になると、流量が減少し、冷却能力が低下する。従って、軸方向角度φが３０°≦φ≦７５°の範囲内となるように連通孔１４を配設することにより、従来に比して際立った冷却性能を引き出すことが可能となる。

（ｃ）軸方向孔ピッチについて
複数の連通孔１４が中空接続導体８の軸方向に離間配置されている場合を考える。
ここで、図８に示されるように、軸方向において隣り合う連通孔１４の中心部と中心部との間の距離（軸方向孔ピッチ）をｐとする。また、連通孔１４の孔径（直径）をｄとする。

この場合の軸方向孔ピッチ−孔径の比率ｐ／ｄと冷却性能比との関係を図９に示す。

図９からわかるように、冷却性能比はｐ／ｄ＝３近傍にてピークを示し、１．２以上の際立った冷却性能比を得ることができる。また、２．２≦ｐ／ｄ≦４．０の範囲においても一定以上の適切な冷却性能比を得ることができる。すなわち、軸方向孔ピッチｐが孔径ｄの２．２倍以上で且つ４．０倍以下となるように複数の連通孔１４を配設することにより、上流側の連通孔１４から流入した冷却ガス１１が、下流側の連通孔１４から流入した冷却ガス１１の流れを阻害することがなく、効率的に冷却ガス１１を誘導することができ、中空接続導体８をより低い温度に保つことができる。

（第２の実施形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。

この第２の実施形態においては、図１〜図３に示した第１の実施形態の構成と共通する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１０は、本発明の第２の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングに備えられる中空接続導体８およびその周辺部分を、軸方向に垂直な方向から見た断面図である。

前述の第１の実施形態では、図２に示されるように複数の連通孔１４が中空接続導体８の周方向全体にわたって離間配設されている場合を例示したが、この第２の実施形態では、複数の連通孔１４が中空接続導体８の半周分（片側）にのみ配設される。

なお、図１０の例では、中空接続導体８の軸方向に２段の連通孔１４が配設されているが、これに限らず、連通孔１４は３段以上で構成していてもよい。

上記のように構成することにより、図１０に示されるように、連通孔１４よりも機外側にある中空接続導体８内側の一部分に淀み領域が生じる可能性があるものの、連通孔１４を配した側の対抗面に向かう冷却ガス１１の流れが励起される。このとき、冷却ガス１１は連通孔１４を配した側の対抗面に衝突して機外側の中空接続導体８の内周面を冷却するため、機外側の中空接続導体８を低い温度に保つことができる。

（第３の実施の形態）
次に、図１１を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。

この第３の実施形態においては、図１〜図３に示した第１の実施形態の構成と共通する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１１は、本発明の第３の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングに備えられる中空接続導体８およびその周辺部分を、軸方向に垂直な方向から見た断面図である。

前述の第１の実施形態では、図３に示されるように孔径が同じ複数の連通孔１４が中空接続導体３の軸方向に離間して配設される場合を例示したが、この第３の実施形態では、図１１に示されるように孔径が異なる複数段の連通孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃが配設される。例えば、最も機内側に配設されている連通孔１４ａから、最も機外側に配設されている連通孔１４ｃへ向けて、連通孔の孔径が段毎に順次大きくなるように構成する。すなわち、機内側に配設されている連通孔ほど孔径が小さく、機外側に配設されている連通孔ほど孔径が大きくなるように構成する。

なお、図１１の例では、中空接続導体８の軸方向に３段（上段・中段・下段）の連通孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃが配設されているが、これに限らず、連通孔は４段以上で構成していてもよい。また、図１１の例では、段毎に連通孔の孔径がそれぞれ異なるように構成されているが、これに限らず、孔径が同じになる段が含まれていてもよい。例えば、中空接続導体８の内径や外側導体接続部１５の深さ等により発熱条件、冷却条件は異なるため、全ての段のうち、いくつかの段において連通孔の孔径が同じとなるように構成してもよい。

上記のように構成することにより、機内側の連通孔よりも機外側の連通孔から中空接続導体８の内径側に流入する冷却ガス１１の流入量が多くなり、機外側の中空接続導体８の淀み領域に効率的に冷却ガス１１を供給することができるため、中空接続導体８を低い温度に保つことができる。

（第４の実施の形態）
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。

この第４の実施形態においては、図１〜図３に示した第１の実施形態の構成と共通する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１２は、本発明の第４の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングに備えられる中空接続導体８およびその周辺部分を、軸方向に垂直な方向から見た断面図である。

前述の第１の実施形態では、図３に示されるように中空接続導体３の軸方向への傾きが同じ複数の連通孔１４が中空接続導体３の軸方向に離間して配設される場合を例示したが、この第４の実施形態では、図１２に示されるように中空接続導体３の軸方向への傾きが異なる複数段の連通孔１４ｄ，１４ｅ，１４ｆが配設される。例えば、最も機内側に配設されている連通孔１４ｄの向きが機内側に傾き、最も機外側に配設されている連通孔１４ｆの向きが機外側に傾き、その間に配設されている連通孔１４ｅの向きが水平となるように構成する。すなわち、機内側に配設されている連通孔ほど機内側への傾きが大きく、機外側に配設されている連通孔ほど機外側への傾きが大きくなるように構成する。

なお、図１２の例では、中空接続導体８の軸方向に３段（上段・中段・下段）の連通孔１４ｄ，１４ｅ，１４ｆが配設されているが、これに限らず、連通孔は４段以上で構成していてもよい。この場合、最も機内側に配設されている連通孔から、最も機外側に配設されている連通孔へ向けて、機外側への傾きが段毎に順次大きくなるように構成する。

上記のように構成することにより、機外側の連通孔から噴出する冷却ガス１１を機外側の中空接続導体８の淀み領域に効率的に供給することができると共に、機内側に配設されている連通孔から噴出する冷却ガス１１により機内側へ向かう流れが励起されるため、中空接続導体８を低い温度に保つことができる。

ここで、図１２に示される構成に加え、更に、図１３に示される構成を適用してもよい。

図１３は、上記中空接続導体８を軸方向から見た各段の断面図である。

例えば、図１３（ａ）に示されるように最も機内側に配設されている連通孔１４ｄ（上段の連通孔）の向きが中空接続導体８の周方向に傾いておらず、図１３（ｃ）に示されるように最も機外側に配設されている連通孔１４ｆの向きが最も機外側に傾き、図１３（ｂ）に示されるようにその間に配設されている連通孔１４ｅの向きが適度に機外側に傾くように構成する。すなわち、機外側に配設されている連通孔ほど機外側への傾きが大きくなるように構成する。

なお、図１３の例では、中空接続導体８の軸方向に３段（上段・中段・下段）の連通孔１４ｄ，１４ｅ，１４ｆが配設されているが、これに限らず、連通孔は４段以上で構成していてもよい。この場合、最も機内側に配設されている連通孔から、最も機外側に配設されている連通孔へ向けて、周方向への傾きが段毎に順次大きくなるように構成する。

上記のように構成することにより、機外側の連通孔からより強いスワール流が発生するため、機外側の中空接続導体８の淀み領域を効率的に攪拌することができ、中空接続導体８を低い温度に保つことができる。

更に、中空接続導体８の内径や外側導体接続部１５の深さ等により発熱条件、冷却条件に合わせて、複数段に設けた個々の連通孔の軸方向および周方向の傾きを適宜変えることにより、冷却ガス１１の流れを調整することができ、中空接続導体８を低い温度に保つことができる。

なお、この第４の実施形態では、図１２に示される構成に加えて更に図１３に示される構成を適用する場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、連通孔１４ｄ，１４ｅ，１４ｆの構造に関しては、図１３に示される形状を採用せずに図１２に示される形状のみを採用してもよいし、逆に、図１２に示される形状を採用せずに図１３に示される形状のみを採用してもよい。

（第５の実施の形態）
次に、図１４を参照して、本発明の第５の実施形態について説明する。

この第５の実施形態においては、図１〜図３に示した第１の実施形態の構成と共通する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１４は、本発明の第５の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングに備えられる中空接続導体８およびその周辺部分を、軸方向に垂直な方向から見た断面図である。

この第５の実施形態では、図１４に示されるように、複数段の連通孔１４ｇ，１４ｈ，１４ｉが中空接続導体８の軸方向に離間して設けられ、中空接続導体８の内周側には、各段の連通孔から噴出される冷却ガスどうしを部分的に仕切るために軸中心方向へ水平に延在する仕切りが配設される。

例えば、図１４に示されるように、連通孔１４ｇと連通孔１４ｈとの間には仕切り１６ａが配設され、連通孔１４ｈと連通孔１４ｉとの間には上記仕切り１６ａよりも長い仕切り１６ｂが配設されるように構成する。この場合、中空接続導体８の中空部が占める水平面の面積のうち、仕切り１６ｂが占める面積の割合は、３分の１程度である。

また、少なくとも連通孔１４ｉは、周方向に傾いていてもよいし、機外側に傾いていてもよい。

上記のように構成することにより、連通孔から機外側に流入した冷却ガス１１が中空接続導体８の淀み領域に滞留する時間が長くなるため、中空接続導体８を効率的に冷却することができ、中空接続導体８を低い温度に保つことができる。

（第６の実施の形態）
次に、図１５を参照して、本発明の第６の実施形態について説明する。

この第６の実施形態においては、図１〜図３に示した第１の実施形態の構成と共通する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１５は、本発明の第６の実施形態に係る回転電機の高圧ブッシングに備えられる中空接続導体８およびその周辺部分を、軸方向に垂直な方向から見た断面図である。

この第６の実施形態では、図１５に示されるように、複数段の連通孔１４ｊ，１４ｋ，１４ｍが中空接続導体８の軸方向に離間して設けられ、中空接続導体８の内周側には、冷却ガス１１を中空接続導体８の機外側端部から機内側端部へ導くための内筒１７が配設される。

例えば、図１５に示されるように、内筒１７の機外側端部が、淀み領域の上部に位置するように内筒１７を配設する。この場合、中空接続導体８の中空部が占める水平面の面積のうち、内筒１７の中空部が占める水平面の面積の割合は、３分の１程度である。

また、最も機内側に配設されている連通孔１４ｊの向きが機内側に傾き、最も機外側に配設されている連通孔１４ｍの向きが機外側に傾き、その間に配設されている連通孔１４ｋの向きが水平となるように構成する。すなわち、機内側に配設されている連通孔ほど機内側への傾きが大きく、機外側に配設されている連通孔ほど機外側への傾きが大きくなるように構成する。なお、図１５の例では、中空接続導体８の軸方向に３段（上段・中段・下段）の連通孔１４ｊ，１４ｋ，１４ｍが配設されているが、これに限らず、連通孔は４段以上で構成していてもよい。この場合、最も機内側に配設されている連通孔から、最も機外側に配設されている連通孔へ向けて、機外側への傾きが段毎に順次大きくなるように構成する。

上記のように構成することにより、連通孔から機外側に流入した冷却ガス１１が中空接続導体８の淀み領域から機内側に戻る冷却ガス１１の流路が確保されるため、中空接続導体８の淀み領域に冷却ガス１１を効率的に供給することができ、中空接続導体８を低い温度に保つことができる。

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。

１…回転子、２…固定子鉄心、３…固定子コイル、４…接続導体、５…出力端子箱、６…高圧ブッシング、７…固定子フレーム、８…中空接続導体、９…絶縁筒、１０…パッキン、１１…冷却ガス、１２…機外側端部、１３…導体押さえ、１４…連通孔、１５…外側導体接続部、１６…仕切り、１７…内筒。

Claims (6)

1. 冷却ガスを機内に封入した回転電機の出力端子箱を貫通して設けられ、当該回転電機の出力を取り出すための中空接続導体と、前記中空接続導体の外周側に設けられ、前記中空接続導体と前記出力端子箱とを絶縁させる絶縁筒と、機内の冷却ガスが前記中空接続導体と前記絶縁筒との接合部から機外に漏れることを防止するシール部とを備え、機内の冷却ガスが前記中空接続導体と前記絶縁筒との間隙を通じて機外方向へ流れ、当該機外方向へ流れた冷却ガスが前記中空接続導体に設けられる複数の連通孔を通じて前記中空接続導体の内周側へ導かれ、当該内周側に導かれた冷却ガスが前記中空接続導体の機内側端部へ導かれて排出される高圧ブッシングにおいて、
   前記複数の連通孔の向きが、前記中空接続導体の壁面に垂直な方向から前記中空接続導体の周方向もしくは機外側へ傾いていることを特徴とする回転電機の高圧ブッシング。
2. 冷却ガスを機内に封入した回転電機の出力端子箱を貫通して設けられ、当該回転電機の出力を取り出すための中空接続導体と、前記中空接続導体の外周側に設けられ、前記中空接続導体と前記出力端子箱とを絶縁させる絶縁筒と、機内の冷却ガスが前記中空接続導体と前記絶縁筒との接合部から機外に漏れることを防止するシール部とを備え、機内の冷却ガスが前記中空接続導体と前記絶縁筒との間隙を通じて機外方向へ流れ、当該機外方向へ流れた冷却ガスが前記中空接続導体に設けられる複数の連通孔を通じて前記中空接続導体の内周側へ導かれ、当該内周側に導かれた冷却ガスが前記中空接続導体の機内側端部へ導かれて排出される高圧ブッシングにおいて、
   前記複数の連通孔の向きが、前記中空接続導体の壁面に垂直な方向から前記中空接続導体の周方向および機外側へ傾いていることを特徴とする回転電機の高圧ブッシング。
3. 前記複数の連通孔は、前記中空接続導体の軸方向に離間して設けられ、機外側に配設されている連通孔ほど孔径が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機の高圧ブッシング。
4. 前記複数の連通孔は、前記中空接続導体の軸方向に離間して設けられ、機外側に配設されている連通孔ほど周方向もしくは機外側への傾きが大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転電機の高圧ブッシング。
5. 前記複数の連通孔は、前記中空接続導体の軸方向に離間して設けられ、前記中空接続導体の内周側には、各連通孔から噴出される冷却ガスどうしを部分的に仕切るための仕切りが配設されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高圧ブッシング。
6. 前記複数の連通孔は、前記中空接続導体の軸方向に離間して設けられ、前記中空接続導体の内周側には、冷却ガスを前記中空接続導体の機外側端部から機内側端部へ導くための内筒が配設されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高圧ブッシング。

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