JP2015126689A

JP2015126689A - 回転電機

Info

Publication number: JP2015126689A
Application number: JP2013272208A
Authority: JP
Inventors: 健悟冨井; Kengo Tomii; 孝夫善家; Takao Yoshiie
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-07-06
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: CN104753255A; CN104753255B; JP5750503B2

Abstract

【課題】通常の設置面への据付が可能となる冷却構造を備えた回転電機を提供する。
【解決手段】回転軸１３に設けられた回転子鉄心１４及び固定子鉄心１５を有する回転電機本体１２を、回転軸１３の貫通部分に開口を有する圧力容器１１で包囲する。圧力容器１１内の回転電機本体１２の外周を囲む位置に、複数本の冷却パイプ２５を、それぞれ回転軸１３の軸方向に沿って配置する。回転電機本体１２は、圧力容器１１内において下方に偏心して設ける。冷却パイプ２５は、圧力容器１１内の上部空間内に、下部空間より多くの本数が設置されている。
【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回転電機に関する。

一般に、モータなどの回転電機では、運転中に生じる熱を効率よく外部に放出して冷却する必要があり、そのための冷却構造に関する多くの提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

回転電機の構造として、所謂耐圧防爆形がある。この耐圧防爆形の回転電機は、回転子及び固定子からなる回転電機本体を圧力容器内に収容し、内部で爆発が生じても、その爆発圧力が外部に伝播しないように構成したものである。このような回転電機の冷却構造としては、圧力容器内において、回転軸方向に沿う複数の熱交換式の冷却管を、回転電機本体を囲むように配置し、運転時に回転電機本体から生じる熱を外部に放出するように構成している。このような回転電機では、複数の冷却管は、上述したように回転電機本体の外周を囲むように配置されるので、回転電機本体の下部外周にも多くの冷却管が存在することになる。

通常の回転電機を設置する場合は、回転電機の下部外周が設置面上に接するように、回転電機のフレームに形成された脚板により据え付けられる。しかし、上述した構造の場合、回転電機本体の下部外周にも多くの冷却管が存在することから、回転電機本体の下部外周が設置面上に位置するように据え付けると、回転電機本体、及びその外周を囲むように配置された冷却管を収容する圧力容器の下部外周は、設置面より下方に膨らむことになる。このため、設置箇所に、設置面より下方に膨らんだ部分を収容するためのスペースを確保しなければならず、スペース確保のための凹部形成加工が必要となり、標準的な設置箇所には設置できなかった。

特開２００８−２４５５１２号公報

本発明が解決しようとする課題は、通常の設置面への据付が可能となる冷却構造を備えた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間隔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位置に、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、前記回転電機本体は、前記圧力容器内において下方に偏心して設けられ、前記冷却パイプは、この圧力容器内の上部空間内に、下部空間より多くの本数が設置されていることを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る回転電機の上部を開放して示す縦断面図である。図１の右側面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２で示す回転電機は、圧力容器１１内に回転電機本体１２を収容して構成される。回転電機本体１２は、回転軸１３の外周に設けられた回転子鉄心１４、及び円筒状を成し、その内周が回転子鉄心１４の外周と間隔を保って設けられた固定子鉄心１５を有する。圧力容器１１は、この回転電機本体１２の周囲を、間隔を保って包囲する。また、その左右端面を構成するフレーム１１１の、回転軸１３が貫通する部分には開口が形成され、これら左右の開口は、それぞれベアリングブラケット１７により一体的に閉鎖されている。

ベアリングブラケット１７は、回転軸１３を回転自在に支持するベアリング部１８を有し、このベアリング部１８の周囲部分１９が、圧力容器１１の、前述した左右端面の開口を閉鎖するように設けられる。すなわち、このベアリングブラケット１７は、図２で示すように、その周囲部分１９の外面の、回転軸１３を中心とした円周１９ａ上に配置された複数のボルト２１により、フレーム１１１の開口周縁に一体的取り付けられている。複数のボルト２１が配置される円周１９ａは、回転電機本体１２の外周、より具体的には固定子鉄心１５の外周より外側に位置している。

圧力容器１１の左右端面を構成するフレーム１１１の、図２で示す下部左右には、据付用の脚板１１１ａが一体に形成されている。なお、図２中、２２は外部接続用のケーブル、２３は端子箱用のフランジである。

圧力容器１１内には複数本の冷却パイプ２５が、回転軸１３の軸方向に沿って設けられている。この複数の冷却パイプ２５は、熱交換式のもので、その両端は圧力容器１１の両端面を構成するフレーム１１１を貫通して外部に通じており、外部から空気などの冷却媒体が流通するように構成されている。また、この複数の冷却パイプ２５は、回転電機本体１２の外周を囲む位置に配置されている。

ここで、回転電機本体１２は、圧力容器１１内において、図２で示すように下方に偏心して設けられている。このため、圧力容器１１内には、下部空間より容積の大きな上部空間が生じる。複数の冷却パイプ２５は、図示のように、多くがこの圧力容器１１内の上部空間内に集中して配置され、下部空間より多くの本数が設置される。

また、複数の冷却パイプ２５の幾つかは、図２で示すように、それらの端部が、複数のボルト２１が配置される円周１９ａ上の、ボルト２１が配置されていない部分、言い換えれば、複数のボルト２１間に配置されている。この複数のボルト２１が配置される円周１９ａは、前述のように、固定子鉄心１５の外周より外側に位置しているが、複数のボルト２１がベアリングブラケット１７をフレーム１１１の開口周縁に締結する構造上、円周１９ａの位置は、固定子鉄心１５の外周に極めて近い位置となる。このため、この円周１９ａ上に両端を開口する冷却パイプ２５も、固定子鉄心１５の外周の極近くに位置する。

このように、複数の冷却パイプ２５の幾つかを、固定子鉄心１５の外周近くの位置にまで配置したことにより、その分、圧力容器１１内における冷却パイプ２５の収容容積を縮小することができる。

上記構成において、回転電機の運転時に回転電機本体１２に生じる熱は、圧力容器１１内に設置した複数の冷却パイプ２５により熱交換され、外部に放出される。この実施の形態では、複数の冷却パイプ２５の多くを圧力容器１１内の上部空間内に集中して配置しているが、回転電機本体１２に生じる熱は圧力容器１１内を上昇するため、この発生熱を効率よく外部に放出させることができる。

また、複数の冷却パイプ２５の多くが圧力容器１１内の上部空間内に配置されているため、回転電機本体１２の下部外周には、図２で示すように殆ど冷却パイプ２５が配置されない。すなわち、前述したボルト２１が配置される円周１９ａ上の幾つかの冷却パイプ２５以外は、回転電機本体１２の下部外周には冷却パイプ２５が配置されない。したがって、この下部外周が下方に膨らむことはなく、図２で示した脚板１１１ａにより、平板な設置面上に設置しても、膨らんだ部分を設置するためのスペースを確保するための凹部形成加工を設置箇所に施す必要はなく、この実施の形態による耐圧防爆形の回転電機を、一般の回転電機と同様の標準的な設置箇所に設置することができる。

また、一般に耐圧防爆形の回転電機では、圧力容器の容積が大きいと、内部で爆発が生じた場合、爆発圧力が高くなり、圧力容器の板圧を厚くするなど耐圧強度を高める必要が生じる。このため、全体的な形状の大形化及び重量増加を招いていた。そこで、この実施の形態では、前述のように、複数の冷却パイプ２５の幾つかを、それらの端部が円周１９ａ上に配置して、固定子鉄心１５の外周に近くの位置にまで配置したことにより、その分、圧力容器１１内における冷却パイプ２５の収容容積を縮小した。したがって、圧力容器１１の容積を縮小できるので、内部で爆発が生じた場合、爆発圧力を低く抑えることができ、全体的な形状の小形化及び軽量化を実現することが可能となる。

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・・・圧力容器
１１１・・・圧力容器の端面を構成するフレーム
１１１ａ・・・脚板
１２・・・回転電機本体
１３・・・回転軸
１４・・・回転子鉄心
１５・・・固定子鉄心
１７・・・ベアリングブラケット
１８・・・ベアリング部
１９・・・周囲部分
１９ａ・・・円周
２１・・・ボルト
２５・・・冷却パイプ

本発明の実施の形態による回転電機は、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間隔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位置に、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、前記回転電機本体は、前記圧力容器内において下方に偏心して設けられ、前記冷却パイプは、この圧力容器内の上部空間内に、下部空間より多くの本数が設置されており、前記圧力容器は、前記回転軸の貫通部分に開口を有し、この開口は、前記回転軸を回転自在に支持するベアリングブラケットの周囲部分により閉鎖され、このベアリングブラケットは、その外面の、前記回転軸を中心とした円周上に配置された複数のボルトにより前記開口の周縁に一体的に締結され、前記複数のボルトが配置される円周は、前記回転電機本体の外周より外側に位置し、前記複数の冷却パイプの幾つかは、それらの端部が、前記円周上の、前記複数のボルト間に配置されていることを特徴とする。

Claims

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間隔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位置に、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、
前記回転電機本体は、前記圧力容器内において下方に偏心して設けられ、前記冷却パイプは、この圧力容器内の上部空間内に、下部空間より多くの本数が設置されている
ことを特徴とする回転電機。
前記圧力容器は、前記回転軸の貫通部分に開口を有し、この開口は、前記回転軸を回転自在に支持するベアリングブラケットの周囲部分により閉鎖され、このベアリングブラケットは、その外面の、前記回転軸を中心とした円周上に配置された複数のボルトにより前記開口の周縁に一体的に締結され、
前記複数のボルトが配置される円周は、前記回転電機本体の外周より外側に位置し、前記複数の冷却パイプの幾つかは、それらの端部が、前記円周上の、前記複数のボルト間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。