JP2015116037A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】内部で爆発圧力が生じても、内部圧力を低く抑えることが可能な構造の耐圧防爆形の回転電機を提供する。
【解決手段】回転軸１６の外周に設けられた回転子鉄心１１、この回転子鉄心１１外周と所定のギャップを保って設けられた固定子鉄心１２を有する回転電機本体１３の周囲を圧力容器１４包囲する。圧力容器１４内の回転電機本体１３の外周を囲むコア周りの空間に、複数本の冷却パイプ１９を、それぞれ軸方向に沿って配置する。圧力容器１４内の、複数の冷却パイプ１９が設けられたコア周りの空間を、冷却パイプ１９の中間位置に設けたコア周り仕切り板２０により、その前後に仕切る。
【選択図】図１
【解決手段】回転軸１６の外周に設けられた回転子鉄心１１、この回転子鉄心１１外周と所定のギャップを保って設けられた固定子鉄心１２を有する回転電機本体１３の周囲を圧力容器１４包囲する。圧力容器１４内の回転電機本体１３の外周を囲むコア周りの空間に、複数本の冷却パイプ１９を、それぞれ軸方向に沿って配置する。圧力容器１４内の、複数の冷却パイプ１９が設けられたコア周りの空間を、冷却パイプ１９の中間位置に設けたコア周り仕切り板２０により、その前後に仕切る。
【選択図】図１
Description
本発明の実施形態は、複数本の冷却パイプを、回転電機本体を収容する圧力容器内に設けた耐圧防爆形の回転電機に関する。
回転電機の一種として、回転子及びこの回転子の外周に設けられた固定子を有する回転電機本体を圧力容器内に収容し、内部で爆発圧力が生じても、これを外部に伝播させないように構成した所謂耐圧防爆形の回転電機がある。このような、耐圧防爆形の回転電機では、爆発発生時に内部に生じる圧力が高くなると、充分な耐圧防爆性を確保するために、圧力容器の板圧を大きくする必要があり、全体的に形状及び重量の大形化を招いていた。そこで、内部構造を改良して、軽量化を図るための提案もなされている（例えば、特許文献１参照）。
本発明が解決しようとする課題は、内部で爆発圧力が生じても、内部圧力を低く抑えることが可能な構造の耐圧防爆形の回転電機を提供することにある。
本発明の実施の形態による耐圧防爆形の回転電機は、回転軸の外周に設けられた回転子鉄心、この回転子鉄心の外周と所定のギャップを保って設けられた円筒状の固定子鉄心を有する回転電機本体と、この回転電機本体の周囲を包囲する圧力容器と、前記圧力容器内の前記回転電機本体の外周を囲むコア周りの空間に、それぞれ前記回転軸の軸方向に沿って配置された複数本の冷却パイプとを備え、前記冷却パイプの長さ方向の中間位置に、前記コア周りの空間を、前記長さ方向の前後に仕切るコア周り仕切り板を設けたことを特徴とする。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この実施の形態に係る耐圧防爆形の回転電機の断面構造を示している。この回転電機は、回転子鉄心１１及び固定子鉄心１２を有する回転電機本体１３の周囲を、圧力容器１４により間隔を保って包囲した構造である。回転子鉄心１１は回転軸１６の外周に一体的に取り付けられている。回転軸１６は、圧力容器１４の端面に設けられたベアリンクブラケット１７により回転自在に支持されている。固定子鉄心１２は円筒状に形成され、その内周面は回転子鉄心１１の外周と所定のギャップを保って設けられている。
圧力容器１４は、内部に生じた爆発圧力にも耐えられる強度を有するように強固に作られており、前述のように、回転電機本体１３の周囲を間隔を保って包囲している。そして、この圧力容器１４内の、回転電機本体１３の外周を囲むコア周りの空間（図の例では、主として回転電機本体１３の上方空間）に、複数本の冷却パイプ１９を、それぞれ回転軸１６の軸方向に沿って配置している。これら冷却パイプ１９の両端は、圧力容器１４の外部に通じており、外部から空気などの冷却媒体が通気され、熱交換により機内を冷却する。
これら複数の冷却パイプ１９の外周部分には仕切り板２０を設ける。すなわち、この仕切り板２０は、複数の冷却パイプ１９が設けられた圧力容器１４内のコア周りの空間を、冷却パイプ１９の長さ方向中間位置にて、この長さ方向の前後に仕切る。したがって、この仕切り板２０をコア周り仕切り板と呼ぶ。このコア周り仕切り板２０は、上述した圧力容器１４内のコア周りの空間における各冷却パイプ１９外周間の、冷却パイプ１９の長さ方向に沿う空気の流れを遮断するものである。
また、回転電機本体１３を構成する回転子鉄心１１の外周と固定子鉄心１２の内周とのギャップにも、このギャップを仕切るギャップ仕切り板２１を設ける。すなわち、このギャップ仕切り板２１は、上述したギャプ間の、回転軸１６の長さ方向中間部において、上述したギャップを回転軸１６の長さ方向の前後に仕切る。このギャップ仕切り板２１は、回転軸１６の長さ方向に沿って上述したギャップに流れる空気の流れを遮断するものである。ただし、このギャップを構成する一方は固定され、他方は回転動作するため、最小エアギャップは確保し、これら両者の相対的な関係は維持しながら、前述のように、ギャップに流れる空気を遮断するように塞いでいる。
上記構成において、この種の耐圧防爆形の回転電機では、耐圧特性を確認するために、内部で爆発を起こし、そのときの爆発圧力を測定するテストを行っている。この場合、回転電機内における爆発圧力の上昇をできるだけ低く抑えることが強い耐圧特性を持たせる上で重要である。このような爆発圧力を低く抑えるためには、爆発圧力測定時の急激な火炎伝播を防止することが有効である。
ここで、回転電機内部には、複数の冷却パイプ１９間、及び回転子鉄心１１と固定子鉄心１２とのギャップなど、狭い空間が存在する。回転電機内での爆発発生時、これらの狭い空間領域で火炎の流速が上昇する傾向にある。前述した仕切り板２０，２１を設けない場合、爆発に伴う火炎がこれらの狭い空間領域で、音速以上の速度で衝撃波を伴って伝播する激しい燃焼形態に遷移するため、高い圧力が発生した。このため、耐圧防爆形回転電機の基準となる爆発圧力の測定時に、高い圧力が測定されることとなり、圧力容器１４などのフレーム強度の設計上、それらの板厚を増加させるなど、大形化及び重量増加を伴い、不利となる。
そこで、この実施の形態では、仕切り板２０，２１を設けることで、上述した狭い空間領域での火炎を遮断し、その流速の上昇を防止している。その結果、爆発に伴う火炎が音速以上の速度で衝撃波を伴って伝播することを確実に防止して、圧力上昇を抑えることができる。このことは、耐圧防爆形回転電機の基準となる爆発圧力の測定時に、圧力上昇を抑制することとなり、圧力容器１４などのフレーム強度の設計上、それらの板厚を増加させるなどの必要はなく、有利となる。
なお、上述した実施の形態では、コア周り仕切り板２０及びギャップ仕切り板２１の双方を設けているが、どちらか一方を設けてもよい。この場合も、圧力上昇を防止する効果は生じる。
また、ギャップ仕切り板２１は、回転子鉄心１１と固定子鉄心１２とのギャップの、軸方向の複数個所にそれぞれ設けてもよい。このように構成すると、爆発圧力発生時における圧力上昇を、より有効に抑止できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１１・・・回転子鉄心
１２・・・固定子鉄心
１３・・・回転電機本体
１４・・・圧力容器
１６・・・回転軸
１９・・・冷却パイプ
２０・・・コア周り仕切り板
２１・・・ギャップ仕切り板
１２・・・固定子鉄心
１３・・・回転電機本体
１４・・・圧力容器
１６・・・回転軸
１９・・・冷却パイプ
２０・・・コア周り仕切り板
２１・・・ギャップ仕切り板
Claims (4)
- 回転軸の外周に設けられた回転子鉄心、この回転子鉄心の外周と所定のギャップを保って設けられた円筒状の固定子鉄心を有する回転電機本体と、
この回転電機本体の周囲を、間隔を保って包囲する圧力容器と、
この圧力容器内の前記回転電機本体の外周を囲むコア周りの空間に、それぞれ前記回転軸の軸方向に沿って配置された複数本の冷却パイプとを備え、
前記冷却パイプの長さ方向の中間位置に、前記コア周りの空間を、前記長さ方向の前後に仕切るコア周り仕切り板を設けた
ことを特徴とする耐圧防爆形の回転電機。 - 回転軸の外周に設けられた回転子鉄心、この回転子鉄心外周と所定のギャップを保って設けられた円筒状の固定子鉄心を有する回転電機本体と、
この回転電機本体の周囲を包囲する圧力容器と、
この圧力容器内の前記回転電機本体の外周を囲むコア周りの空間に、それぞれ前記回転軸の軸方向に沿って配置された複数本の冷却パイプとを備え、
前記回転子鉄心の外周と前記固定子鉄心の内周とのギャップを、前記回転軸の長さ方向中間部にて、この長さ方向の前後に仕切るギャップ仕切り板を設けた
ことを特徴とする耐圧防爆形の回転電機。 - 回転軸の外周に設けられた回転子鉄心、この回転子鉄心外周と所定のギャップを保って設けられた円筒状の固定子鉄心を有する回転電機本体と、
この回転電機本体の周囲を包囲する圧力容器と、
この圧力容器内の前記回転電機本体の外周を囲むコア周りの空間に、それぞれ前記回転軸の軸方向に沿って配置された複数本の冷却パイプとを備え、
前記冷却パイプの長さ方向の中間位置に、前記コア周りの空間を、前記長さ方向の前後に仕切るコア周り仕切り板を設けると共に、
前記回転子鉄心の外周と前記固定子鉄心の内周とのギャップを、前記回転軸の長さ方向中間部にて、この長さ方向の前後に仕切るギャップ仕切り板を設けた
ことを特徴とする耐圧防爆形の回転電機。 - 前記ギャップ仕切り板は、前記回転子鉄心の外周と前記固定子鉄心の内周とのギャップの、前記回転軸の長さ方向の複数個所にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項２又は３に記載の耐圧防爆形の回転電機。
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