JP2021027693A - Electric rotary machine and method for controlling concentration of ozone and nitric acid in housing thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、全閉形、特に空気など筐体内を流通する気体を一次冷媒とする全閉形の電動回転機に関する技術である。本発明は、特に、入力電圧が6600V以上の大型(大容量)の全閉形電動回転機における、内部の部分放電で発生するオゾン及び硝酸の濃度の効果的な抑制に関する技術である。 The present invention is a technique relating to a fully closed type electric rotary machine, particularly a fully closed type electric rotary machine using a gas flowing in a housing such as air as a primary refrigerant. The present invention is a technique for effectively suppressing the concentrations of ozone and nitric acid generated by internal partial discharge, in particular, in a large (large capacity) fully enclosed electric rotary machine having an input voltage of 6600 V or more.
空気冷却式の電動回転機は、例えば、機内の風道に外気を供給することにより、この外気を一次冷媒として固定子や回転子などの内部の部品を冷却している。また、この空気冷却式の電動回転機では、固形異物や水の浸入、及び人体との接触を防ぐため、保護方式として、全閉外扇形や全閉内冷形などの全閉形外被構造が適用された、全閉形の電動回転機を採用することも多い。 In an air-cooled electric rotary machine, for example, by supplying outside air to the air passage in the machine, the outside air is used as a primary refrigerant to cool internal parts such as a stator and a rotor. In addition, in this air-cooled electric rotary machine, in order to prevent the ingress of solid foreign matter and water and contact with the human body, a fully closed outer fan type, a fully closed internal cold type, or other fully closed outer cover structure is applied as a protection method. In many cases, a fully closed electric rotary machine is used.
更に、従来、大容量の全閉形電動回転機の冷却方式として水素冷却方式が採用されていたが、近年では、材料や冷却技術の進歩により、筐体内の空気を循環させて一次冷媒とする空気冷却方式が採用され、空気冷却式全閉形の電動回転機の大型化、高電圧化が進んでいる。さらに、空冷の熱交換器または水冷の熱交換器を設け、一次冷媒の空気を冷却して循環させる機能が付加された全閉形の電動回転機も採用されている。 Furthermore, in the past, the hydrogen cooling method was adopted as the cooling method for large-capacity fully enclosed electric rotary machines, but in recent years, due to advances in materials and cooling technology, air inside the housing is circulated and used as the primary refrigerant. A cooling system has been adopted, and the size and voltage of air-cooled fully closed electric rotary machines are increasing. Further, a fully closed electric rotary machine is also adopted, which is provided with an air-cooled heat exchanger or a water-cooled heat exchanger and has a function of cooling and circulating the air of the primary refrigerant.
空気冷却式電動回転機の固定子は、通常、鉄心と鉄心に巻回された巻線とから構成され、その上に、部分放電防止のための処置が施されている。しかし、巻線絶縁や部分放電防止剤の経年劣化などによって部分放電が生じることがある。特に、大容量の電動回転機では、高電界のため部分放電が生じやすい。電動回転機内で部分放電が生じると、オゾン(O3)、窒素酸化物(NOx)、硝酸などが筐体内で生成し、これらが冷却空気の流通に伴って電動回転機内に拡がる。オゾン等が電動回転機内で拡散すると、オゾン等が筐体内の金属部材の腐食や、有機材料の劣化を引き起こす。このため、筐体内におけるオゾン、窒素酸化物、硝酸などの気体濃度の低減が課題となる。この課題は、入力電圧が6600V以上の大型化、高電圧化した空気冷却式全閉形の電動回転機で、特に重要な課題である。 The stator of an air-cooled electric rotary machine is usually composed of an iron core and a winding wound around the iron core, on which measures are taken to prevent partial discharge. However, partial discharge may occur due to winding insulation or deterioration of the partial discharge inhibitor over time. In particular, in a large-capacity electric rotary machine, partial discharge is likely to occur due to a high electric field. When a partial discharge occurs in the electric rotating machine, ozone (O3), nitrogen oxides (NOx), nitric acid and the like are generated in the housing, and these are spread in the electric rotating machine with the flow of cooling air. When ozone or the like diffuses in the electric rotary machine, ozone or the like causes corrosion of metal members in the housing and deterioration of organic materials. Therefore, it is an issue to reduce the concentration of gases such as ozone, nitrogen oxides, and nitric acid in the housing. This problem is a particularly important problem in an air-cooled fully closed electric rotary machine having an input voltage of 6600 V or more and a large size and a high voltage.
ここで、特許文献1には、ファンで循環した冷却空気の循環風道の途中に、硝酸気体を除去する除去剤層を有するフィルタ装置を設けることが記載されている。これによって、特許文献1では、固定子巻線などの放電により発生したオゾンに起因して回転電機内で生成される硝酸気体を除去し、回転電機内の金属構造部材の腐食を防止する。
また、特許文献2では、オゾン分解触媒を含むオゾン分解ユニットを、上記循環風道内に配置することで、オゾンを分解すると共に硝酸の生成を抑制する。それによって、特許文献2には、回転電機の循環風道内を流れる冷却空気中に発生するオゾン及び硝酸の濃度を、圧力損失を抑えつつ長期間にわたって低減し得ると記載されている。
Here, Patent Document 1 describes that a filter device having a removing agent layer for removing nitric acid gas is provided in the middle of the circulating air passage of the cooling air circulated by the fan. Thereby, in Patent Document 1, the nitric acid gas generated in the rotary electric machine due to the ozone generated by the discharge of the stator winding or the like is removed, and the corrosion of the metal structural member in the rotary electric machine is prevented.
Further, in Patent Document 2, by arranging an ozone decomposition unit containing an ozone decomposition catalyst in the circulating air passage, ozone is decomposed and nitric acid production is suppressed. As a result, Patent Document 2 describes that the concentrations of ozone and nitric acid generated in the cooling air flowing in the circulating air passage of the rotary electric machine can be reduced for a long period of time while suppressing the pressure loss.
しかしながら、特許文献1の方法では、活性炭や化学吸着剤によって硝酸気体を除去しているため、循環風道内に活性炭や化学吸着剤を多く配置する必要がある。そのため、特許文献1の方法では、循環風道内の圧力損失が増大することで、循環する冷却空気の量が低下して、所望の冷却性能が得られないことがある。また、特許文献1の方法では、筐体内の活性炭や化学吸着剤の交換や再生を行う際に、電動回転機を停止する必要があり、装置の稼働率低下が避けられなかった。 However, in the method of Patent Document 1, since nitric acid gas is removed by activated carbon or a chemical adsorbent, it is necessary to dispose a large amount of activated carbon or a chemical adsorbent in the circulating air duct. Therefore, in the method of Patent Document 1, the pressure loss in the circulating air passage increases, so that the amount of circulating cooling air decreases, and the desired cooling performance may not be obtained. Further, in the method of Patent Document 1, it is necessary to stop the electric rotary machine when exchanging or regenerating the activated carbon or the chemical adsorbent in the housing, and it is unavoidable that the operating rate of the apparatus is lowered.
特許文献2の方法では、循環風道内の圧力損失は低減されるものの、外気と同程度に湿潤した空気が一旦は機内に導入される。このため、特許文献2の方法では、電動回転機内の部分放電に伴うオゾンや硝酸の発生は依然として生じていた。特に、熱交換器の下流側にオゾン分解ユニットを設置した場合は、熱交換器の腐食が避けられないなど、電動回転機内の金属部材の腐食や、有機材料の劣化の問題は完全に解決されてはいなかった。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、全閉形の電動回転機内のオゾンや硝酸の濃度を、より有効に抑えることを目的としている。
In the method of Patent Document 2, although the pressure loss in the circulating air passage is reduced, air moist as much as the outside air is once introduced into the machine. Therefore, in the method of Patent Document 2, ozone and nitric acid are still generated due to the partial discharge in the electric rotary machine. In particular, when the ozone decomposition unit is installed on the downstream side of the heat exchanger, the problems of corrosion of metal parts inside the electric rotary machine and deterioration of organic materials, such as corrosion of the heat exchanger, are completely solved. I didn't.
The present invention has been made focusing on the above points, and an object of the present invention is to more effectively suppress the concentration of ozone and nitric acid in a fully closed electric rotary machine.
課題を解決するために、本発明の一態様は、筐体内に固定子及び回転子が収納された全閉形の電動回転機であって、乾燥空気又は不活性気体からなる流体を上記筐体内に圧送する流体圧送部を備えることを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、筐体内に固定子及び回転子が収納された全閉形の電動回転機における、上記筐体内のオゾン及び硝酸の濃度を抑制する方法であって、上記筐体に形成した流体導入口から当該筐体内に、乾燥空気又は不活性気体からなる流体を圧送することで、上記筐体内の気体圧力を上記筐体外の大気圧力よりも陽圧に保持することを要旨とする。
In order to solve the problem, one aspect of the present invention is a fully closed electric rotor in which a stator and a rotor are housed in a housing, and a fluid composed of dry air or an inert gas is introduced into the housing. The gist is to provide a fluid pumping unit for pumping.
Another aspect of the present invention is a method of suppressing the concentration of ozone and nitric acid in the housing in a fully closed electric rotary machine in which a stator and a rotor are housed in the housing. The gist is that the gas pressure inside the housing is maintained at a positive pressure rather than the atmospheric pressure outside the housing by pumping a fluid made of dry air or an inert gas into the housing from the fluid inlet formed in the above. And.
本発明の態様によれば、筐体内の雰囲気が乾燥空気又は不活性気体からなる雰囲気状態となることで、機内のオゾンや硝酸の濃度をゼロ若しくはゼロに近づくように、より有効に抑えることが出来る。その結果、本発明の態様によれば、電動回転機内の金属部材の腐食や、有機材料の劣化を抑制可能となる。
本発明の態様は、筐体内を流通する気体を一次冷媒とする全閉形の電動回転機に特に有効である。
According to the aspect of the present invention, the atmosphere inside the housing becomes an atmosphere state composed of dry air or an inert gas, so that the concentration of ozone and nitric acid in the machine can be more effectively suppressed to zero or close to zero. You can. As a result, according to the aspect of the present invention, it is possible to suppress corrosion of the metal member in the electric rotary machine and deterioration of the organic material.
Aspects of the present invention are particularly effective for a fully enclosed electric rotary machine using the gas flowing in the housing as the primary refrigerant.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
ここで、図面は模式的なものであり、各部品の厚さと平面寸法との関係、各部品の比率等は現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造等が下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
本実施形態では、図1に示すような筐体内を流通する気体を一次冷媒とする全閉形の電動回転機1を例に挙げて説明する。本実施形態は、全閉形の電動回転機1であれば適用可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Here, the drawings are schematic, and the relationship between the thickness of each part and the plane dimension, the ratio of each part, and the like are different from the actual ones. Further, the embodiments shown below exemplify a configuration for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention has the following shapes, structures, etc. of components. Not specific. The technical idea of the present invention may be modified in various ways within the technical scope specified by the claims stated in the claims.
In the present embodiment, a fully enclosed electric rotary machine 1 using the gas flowing in the housing as the primary refrigerant as shown in FIG. 1 will be described as an example. This embodiment is applicable as long as it is a fully closed electric rotary machine 1.
(構成)
本実施形態の電動回転機1は、図1に示すように、全閉形の筐体10内に回転子11と、固定子12と、ファン13と、熱交換器14とを備えている。
回転子11の回転軸11aは、軸受15によって回転可能に筐体10に支持されている。回転子11の径方向外方に、当該回転子11と所定の隙間を介して固定子12が配置され、固定子12の径方向外方に熱交換器14が配置されている。熱交換器14は、筐体10内を循環する気体を冷却する冷却器を構成する。
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the electric rotary machine 1 of the present embodiment includes a
The rotating
ファン13は回転子11の回転軸11aに取り付けられている。ファン13は、回転子11の回転によって回転することで、回転子11の軸方向外側の気体を軸方向中央側へ吸引し、吸引した気体を回転子11と固定子12との間の隙間に送る。回転子11と固定子12と隙間に送られた気体は、続けて回転子11の径方向外方に移動し、固定子12、熱交換器14の順に流通し、再度、ファン13側に流れる。図1に、ファン13の回転による、気体の流れ(循環風道)を、太矢印で示す。
ここで、符号19の部品は、回転子11の軸方向外方側で、筐体10内の気体を、回転子11の径方向外方から径方向内方に誘導し、更にファン13に向けて案内するガイド板である。これによって、電動回転機1が駆動中においては、図1中、太矢印で示すような循環風道で、冷却した気体が筐体10内を循環するようになる。
The
Here, the component of
また、本実施形態の電動回転機1は、乾燥空気又は不活性気体からなる流体(気体)を筐体10内に圧送する流体圧送部を備える。本実施形態では、筐体10に、流体圧送用の流体導入口10Aを形成する。その流体導入口10Aに圧力配管20を介してポンプ21の吐出口を接続する。ポンプ21の吸入口には、乾燥空気又は不活性気体の気体供給源22が接続される。これによって、ポンプ21を駆動することで、乾燥空気又は不活性気体からなる流体が筐体10内に圧送可能な構成となる。この例の流体圧送部は、ポンプ21及び気体供給源22を備える。流体圧送部は、空気圧縮機を設置し、エアドライヤーを介して乾燥空気を供給する構成であってもよい。また、気体供給源22は、単独のタンクである必要は無く、不活性気体を精製する設備(不図示)から、不活性気体を気体供給源22を構成するタンクに供給する構成であってもよい。不活性気体は、例えば窒素気体やアルゴン気体などである。流体圧送部の設置位置や構成は、筐体10内に乾燥空気又は不活性気体を連続的若しくは間欠的に供給可能であれば特に限定は無く、電動回転機1の設置場所やその環境、及び気体の供給の容易さなどを考慮して適宜決定すればよい。
Further, the electric rotary machine 1 of the present embodiment includes a fluid pumping unit that pumps a fluid (gas) made of dry air or an inert gas into the
乾燥空気又は不活性気体の筐体10内への吹き込みは、例えば、筐体10内の気体の圧力が外気の大気圧に対して7kPa以上100kPa以下の陽圧で維持されるように、流量を調整することが好ましい。乾燥空気又は不活性気体の吹込み流量は、筐体10のサイズや気密性の程度により異なるので一概に決められるものではないが、例えば0.15[m3/min]以上1.5[m3/min]以下の範囲が望ましい。筐体10内の気体に気圧を圧力計30で測定し、その測定値に基づき、乾燥空気又は不活性気体の筐体10内への吹き込みを実行しても良いし、筐体10内の気体に気圧を測定することなく、予め実験などで求めた流量となるように、吹き込み流量を調整するようにしてもよい。
The blowing of the dry air or the inert gas into the
筐体10内に乾燥空気又は不活性気体を導入する位置(流体導入口10Aを設ける位置)は、乾燥空気又は不活性気体を筐体10内に圧送できれば、特に限定は無い。
ただし、流体導入口10Aからの流体の導入方向40は、ファン13で循環する気体の循環方向、すなわち循環風道に沿った方向が好ましい。循環風道に沿った方向とは、循環風道の方向に逆らわない方向であり、循環風道の循環方向と完全に一致していなくてもよく、流体の導入方向40と、ファン13で循環する気体の循環方向とが同方向となっていればよい。例えば、流体の導入方向40を、循環風道の循環方向と直交する方向よりも当該循環方向を向くように設定する。例えば、循環風道の循環方向と直交する方向よりも当該循環方向に15度以上165度以下傾いた方向とする。
The position for introducing the dry air or the inert gas into the housing 10 (the position where the
However, the
本実施形態では、流体導入口10Aを、軸受15を設けた筐体10の面であって、固定子12の外周側よりも回転子11側に近い位置に設定し、流体の導入方向40がファン13に向かうように設定した。
符号25は、圧力配管20に設けた、流量弁などの開閉弁である。
また、本実施形態は、筐体10内の圧力を計測する圧力計30と、筐体10内のオゾン又は硝酸の濃度を計測する気体濃度計31である。圧力計30及び気体濃度計31は、検出した検出信号を流体コントローラ32に供給する。コントローラ32は、供給された検出信号に基づき、筐体10内の圧力が所定圧力閾値範囲内で、オゾン又は硝酸の濃度が所定濃度閾値以下となるように開閉弁25又はポンプ21を制御する。
In the present embodiment, the
Further, the present embodiment is a
所定圧力閾値範囲は、例えば、筐体10内の大気圧力よりも7kPa以上100kPa以下の陽圧となる値とする。
また、所定濃度閾値は、例えば10ppm、好ましくは1ppmである。
また、乾燥気体を流体として圧送する場合、筐体10内の水分量が1.0wt%以下となるように調整する。
もっとも、上記の圧力計30、気体濃度計31、流体コントローラ32は、設けなくても良い。上記の閾値になるように流体を筐体10内に圧送できればよい。
The predetermined pressure threshold range is, for example, a value that is a positive pressure of 7 kPa or more and 100 kPa or less of the atmospheric pressure in the
The predetermined concentration threshold value is, for example, 10 ppm, preferably 1 ppm.
When the dry gas is pumped as a fluid, the amount of water in the
However, the
(動作その他)
本実施形態の電動回転機1では、乾燥空気又は不活性気体からなる流体が圧送されることで、当該流体が機内に導入され、その流体が回転駆動されたファン13の動力によって回転子11及び固定子12へと誘引され、熱交換器14で冷却された後にファン13側に戻る。
筐体10内の循環風道は外部から閉鎖されているが、風道内の気体は少量ずつ軸受15のクリアランスなどを通って外気へ放散される。このため、筐体10内の気体は、新たに供給された流体に置換されながら電動回転機1内を循環する。このため、所定時間経過後は、筐体10内の気体は、ほぼ完全若しくは完全に乾燥空気又は不活性気体からなる流体となる。
また、上記流体を連続的又は間欠的に圧送することで、筐体10は、外気に対し陽圧となり、筐体10外の大気が筐体10内に入り込むことが防止される。
(Operation and others)
In the electric rotary machine 1 of the present embodiment, a fluid composed of dry air or an inert gas is pumped to introduce the fluid into the machine, and the fluid is rotationally driven by the power of the
The circulating air passage in the
Further, by continuously or intermittently pumping the fluid, the
従来、固定子12で部分放電が生じると、オゾンが生成され、オゾンと空気中の窒素とが反応して窒素酸化物は生成される。更に、生成された窒素酸化物と機内の水分とが反応して硝酸が生成される。オゾンが多い場合には、パッキン等の有機材料の劣化に繋がり、硝酸の発生は、金属部材の硝酸腐食による応力割れや絶縁破壊の原因となる。
すなわち、これらの放電生成物は、筐体10内における気体の循環に伴って電動回転機1内に拡がるが、気体内に水分が含まれていたり、部材表面に水分が付着していたりすると、これらの水分と窒素酸化物とが反応して硝酸を生成する。硝酸は、低濃度であっても著しく金属部材を腐食させるので、硝酸を生成させないことが電動回転機1内の部材の腐食や劣化を抑制するために最も有効な手段である。
Conventionally, when a partial discharge occurs in the
That is, these discharge products spread in the electric rotary machine 1 with the circulation of the gas in the
これに対し、本実施形態の全閉形の電動回転機1では、筐体10内の気体圧力を筐体10外の気体圧力よりも高い状態で維持されるため、湿潤した空気が外気から筐体10内へ導入されることが防止されて、乾燥した気体が機内を循環する。このため、部分放電により発生した窒素酸化物が水分と反応して硝酸を生成させることがなくなり、その結果、電動回転機1内の部材の腐食や劣化を抑制することが可能になる。
On the other hand, in the fully closed electric rotary machine 1 of the present embodiment, the gas pressure inside the
また、筐体10内を乾燥空気又は不活性ガス雰囲気とすることで、固定子12の劣化で部分放電が生じても、オゾンの発生が従来よりも抑制される。特に筐体10内を不活性ガス雰囲気とすると、オゾンの発生源となる筐体内の酸素が減少するので、より効果が大きい。このことからも、窒素酸化物の生成が抑えられる結果、更に硝酸の生成が抑制される。
なお、仮に筐体10内で硝酸が発生しても、乾燥空気又は不活性気体が連続的又は間欠的に圧送される結果、発生した硝酸の濃度が従来に比べて早めに低くなる。
ここで、乾燥空気又は不活性気体に含まれる水分を1.0wt%以下とすると、オゾンや硝酸の生成を確実に抑制できることを確認している(下記の実施例を参照)。
Further, by creating a dry air or an inert gas atmosphere inside the
Even if nitric acid is generated in the
Here, it has been confirmed that when the water content of the dry air or the inert gas is 1.0 wt% or less, the production of ozone and nitric acid can be reliably suppressed (see the examples below).
また、筐体10内の気体圧力を、筐体10外の気体圧力に対して7kPa以上の陽圧で維持するようにすると、機内の状態変化等により予期せず生じる外気の流入が確実に防止でき、その結果、機内への水分の流入も防止できる。ただし、陽圧の程度が大きすぎると、筐体10に取り付けられた扉が激しく開いたり、筐体10の隙間から高流速で気体が吹き出したりする等、電動回転機1の保守点検や修理作業にかかわる作業者の安全に問題が生じる場合があるため、筐体1内外の気体圧力の差は100Pa以下の陽圧にすることが望ましい。
更に、本発明は、入力電圧が6600V以上で、高電界により部分放電が生じやすい大容量の電動回転機1に適用すると効果が大きい。
Further, if the gas pressure inside the
Further, the present invention is highly effective when applied to a large-capacity electric rotary machine 1 having an input voltage of 6600 V or more and a partial discharge easily occurring due to a high electric field.
(効果)
以上説明していたように、本実施形態は次の効果を奏する。
(1)本実施形態は、筐体10内に固定子12及び回転子11が収納された全閉形の電動回転機1であって、乾燥空気又は不活性気体からなる流体を筐体10内に圧送する流体圧送部を備える。
この構成によれば、筐体10内を乾燥空気又は不活性気体の雰囲気とし、更に、筐体10内を外気に対し陽圧とすることが可能な全閉形の電動回転機1を提供することが可能となる。
(effect)
As described above, the present embodiment has the following effects.
(1) The present embodiment is a fully closed electric rotary machine 1 in which a
According to this configuration, a fully closed electric rotary machine 1 capable of creating an atmosphere of dry air or an inert gas inside the
(2)本実施形態は、筐体10内に固定子12及び回転子11が収納された全閉形の電動回転機1における、筐体10内のオゾン及び硝酸の濃度を抑制する方法であって、筐体10に形成した流体導入口10Aから当該筐体10内に、乾燥空気又は不活性気体からなる流体を圧送することで、筐体10内の気体圧力を筐体10外の大気圧力よりも陽圧に保持する。
この構成によれば、外気からの筐体10内への水分の侵入が防止されると共に、筐体10内が乾燥空気又は不活性気体の雰囲気状態となる。この結果、固定子12の劣化で部分放電が生じてもオゾンや硝酸の発生が抑えられて、電動回転機1内の有機部材の劣化や金属材料の腐食を効果的に抑制することができる。
なお、固定子12が劣化する前に、筐体10内を乾燥空気又は不活性気体の雰囲気状態とすれば良いが、固定子12が劣化して部分放電が発生していても、オゾンや硝酸の発生をほぼ0%に抑制することができるようになる。
(2) The present embodiment is a method of suppressing the concentrations of ozone and nitric acid in the
According to this configuration, the intrusion of moisture from the outside air into the
Before the
(3)本実施形態は、流体導入口10Aから上記流体の導入方向40は、上記気体の循環方向に沿った方向に設定されている。
この構成によれば、上記の流体を筐体10内に圧送しても、ファン13の動力によって発生する気体の循環を阻害することが防止される。更には、上記流体の圧送によって、気体の循環が促進され、ファン13の駆動力がその分、低減する効果もある。
(3) In the present embodiment, the
According to this configuration, even if the above fluid is pumped into the
(4)本実施形態の電動回転機1は、入力電圧が6600V以上である。
入力電圧が6600V以上の大型の電動回転機1に、本発明を適用することで、高電界により部分放電が生じやすい大容量の電動回転機1であっても、効果的に電動回転機1内の部材の腐食や劣化を抑制することが可能となる。
ここで、効果を確認するために、以下の実験を行った。
すなわち、容量15700kW、入力電圧11000Vの全閉形の同期電動機を対象とし、図1のように、略軸方向外側から内方に且つファン13に向かうようにして、外気の大気圧よりも7kPaだけ圧力が高い状態で維持されるよう、乾燥空気を、吹き込み速度0.3m3/minから1.2m3/minの範囲で筐体10内に連続して圧送した。なお、乾燥空気の水分量は1.0wt%以下となっていた。
(4) The electric rotary machine 1 of the present embodiment has an input voltage of 6600 V or more.
By applying the present invention to a large electric rotary machine 1 having an input voltage of 6600 V or more, even a large-capacity electric rotary machine 1 in which partial discharge is likely to occur due to a high electric field can be effectively inside the electric rotary machine 1. It is possible to suppress the corrosion and deterioration of the members.
Here, in order to confirm the effect, the following experiment was carried out.
That is, targeting a fully closed synchronous motor having a capacity of 15700 kW and an input voltage of 11000 V, as shown in FIG. 1, the pressure is 7 kPa higher than the atmospheric pressure of the outside air so as to be from the outside in the substantially axial direction toward the inside and toward the
そして、筐体10内のオゾン濃度及び硝酸濃度を、上記の乾燥空気を圧送する前から、上記の乾燥空気の圧送以降にかけて、経時的に計測してみた。
なお、乾燥空気の圧送開始は、筐体10内のオゾン濃度及び硝酸濃度が上昇してから実施した。
観測の結果、オゾン濃度及び硝酸濃度の推移は、まずオゾン濃度が高くなり、遅れて硝酸濃度が高くなった。そして、オゾン濃度が30ppmを越えると共に、硝酸濃度が20ppmを越えたことを確認した時点で、乾燥空気の連続的な圧送を開始したところ、一週間以内の短期間で、オゾン濃度が0ppmになると共に硝酸濃度も0ppmになることを確認した。
その後、半年間、乾燥空気の圧送を連続して実行してみたところ、オゾン濃度及び硝酸濃度が、ほぼ0ppmの状態が維持できたことを確認した。
Then, the ozone concentration and the nitric acid concentration in the
The pumping of dry air was started after the ozone concentration and the nitric acid concentration in the
As a result of the observation, the changes in ozone concentration and nitric acid concentration were such that the ozone concentration first increased and then the nitric acid concentration increased later. Then, when it was confirmed that the ozone concentration exceeded 30 ppm and the nitric acid concentration exceeded 20 ppm, continuous pumping of dry air was started, and the ozone concentration became 0 ppm in a short period of one week or less. At the same time, it was confirmed that the nitric acid concentration was 0 ppm.
After that, when the dry air was continuously pumped for half a year, it was confirmed that the ozone concentration and the nitric acid concentration could be maintained at almost 0 ppm.
以上のように、筐体10内に乾燥空気を連続して圧送することで、オゾン濃度及び硝酸濃度がほぼ0ppmに維持できるので、本発明を適用することで、長期間に亘って、動回転機内の部材の腐食や劣化を防止できることが分かった。
As described above, by continuously pumping dry air into the
1 電動回転機
10 筐体
10A 流体導入口
11 回転子
12 固定子
13 ファン
14 熱交換器
15 軸受
20 圧力配管(流体圧送部)
21 ポンプ(流体圧送部)
22 気体供給源(流体圧送部)
40 導入方向
1 Electric
21 Pump (fluid pumping unit)
22 Gas supply source (fluid pumping unit)
40 Introduction direction
Claims (6)
乾燥空気又は不活性気体からなる流体を上記筐体内に圧送する流体圧送部を備えることを特徴とする電動回転機。 It is a fully closed electric rotary machine in which a stator and a rotor are housed in a housing.
An electric rotary machine including a fluid pumping unit that pumps a fluid composed of dry air or an inert gas into the housing.
上記筐体に形成された流体導入口から上記流体が導入され、
上記流体導入口からの上記流体の導入方向は、上記気体の循環方向に沿った方向に設定されていることを特徴とする請求項1に記載した電動回転機。 A fully closed electric rotor having a fan provided on the rotor and circulating gas in the housing as the rotor rotates, and using the gas flowing in the housing as the primary refrigerant.
The fluid is introduced from the fluid inlet formed in the housing,
The electric rotary machine according to claim 1, wherein the introduction direction of the fluid from the fluid introduction port is set in a direction along the circulation direction of the gas.
上記筐体に形成した流体導入口から当該筐体内に、乾燥空気又は不活性気体からなる流体を圧送することで、上記筐体内の気体圧力を上記筐体外の大気圧力よりも陽圧に保持することを特徴とする電動回転機筐体内のオゾン及び硝酸の濃度抑制方法。 A method of suppressing the concentrations of ozone and nitric acid in the housing in a fully closed electric rotary machine in which a stator and a rotor are housed in the housing.
By pumping a fluid made of dry air or an inert gas into the housing from the fluid inlet formed in the housing, the gas pressure inside the housing is maintained at a positive pressure rather than the atmospheric pressure outside the housing. A method for suppressing the concentration of ozone and nitric acid in an electric rotating machine housing.
上記流体導入口からの上記流体の導入方向を、上記気体の循環方向に沿った方向とすることを特徴とする請求項4に記載した電動回転機筐体内のオゾン及び硝酸の濃度抑制方法。 The electric rotary machine is a fully closed type electric rotary machine provided in the rotor and having a fan that circulates gas in the housing as the rotor rotates, and uses the gas flowing in the housing as a primary refrigerant. ,
The method for suppressing the concentrations of ozone and nitric acid in an electric rotary machine housing according to claim 4, wherein the introduction direction of the fluid from the fluid introduction port is a direction along the circulation direction of the gas.
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