JP5491816B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
図13や図14に示すように、回転電機は、固定子鉄心41と回転子鉄心42とが同心円状にガスギャップ43を介して配置される。このガスギャップ43は、固定子鉄心41の内周側および回転子鉄心42の外周側の間に形成され、固定子鉄心41、固定子コイル41aおよび回転子鉄心42を冷却する冷却ガス45を通すための隙間である。
図16に示すように、隔板48は、ベアリングブラケット50の平板方向に平行な防風板48aとファンノズルリング48bとで構成される。ファンノズルリング48bは軸流ファン49の近傍の開口部をなし、冷却ガス45を軸流ファン49の後流から上流に誘導する絞り形状となっている。
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態における回転電機の軸流ファン近傍の通風構造の一例を示す横断面図である。
図1では、ラジアルフロー方式の回転電機の横断面形状を示している。この回転電機内には、回転子(ロータ)鉄心1と固定子(ステータ)鉄心2が同心円状にガスギャップ3を介して配置される。ガスギャップ3は、固定子鉄心2の内周側および回転子鉄心1の外周側の間に形成され、固定子鉄心2、固定子コイル2aおよび回転子鉄心1、回転子コイル(図示せず)を冷却する冷却ガス4を通すための隙間である。この回転電機では、回転子軸1aに取り付けた軸流ファン5により冷却ガス4を機内に流通させて固定子鉄心2、固定子コイル2aおよび回転子鉄心1、回転子コイルの冷却を行なっている。
図2では、軸流ファン5の上流側から見た断面形状を示しており、隔板10の外周部分にはフレーム12が取り付けられる。また、隔板10の平板部分における外周部分から中空部分までにかけて直線状をなして配置されて、冷却ガス4を隔板10の外周部分から中空部分への案内羽根として機能する補強梁13が隔板10の周方向に沿った等間隔に複数設けられる。この補強梁13は、隔板10におけるベアリングブラケット9を向く、つまり流路内を向く平板部分から固定子鉄心2の軸方向に沿った方向に沿って延出される。
図3に示すように、この変形例では、隔板10における補強梁13は、隔板10の外周部分から中空部分にかけて湾曲して配置され、隔板10の外周部分の端部における補強梁13の周方向の設置間隔はガス冷却器8の排出口8aにおける回転子鉄心1の中心部から最短に位置する箇所に近いほど狭くなり、当該中心部から遠いほど広くなる。また、隔板10の中空部分の端部における補強梁13の設置間隔は均一である。
図4に示すように、この変形例では、隔板10における補強梁13は、隔板10の外周部分から中空部分にかけて直線状をなして配置される。また、隔板10の外周部分の端部における補強梁13の周方向の設置間隔、および隔板10の中空部分の端部における補強梁13の周方向の設置間隔は、ガス冷却器8の排出口8aにおける回転子鉄心1の中心部から最短に位置する箇所に近いほど狭くなり、ガス冷却器8の排出口8aから遠いほど広くなる。
図5に示すように、この変形例では、隔板10の中空部分側における補強梁13の端部は、ファンノズルリング11における隔板10の中空部分側に連なり、かつ、軸流ファン5における回転子軸1aからみた先端部であるファンチップ部の近傍まで回転子鉄心1の軸方向中心部に向けて湾曲するように延出される。また、軸流ファン5における回転子軸1aからみた先端部には、当該先端部とファンノズルリング11との間の空隙を埋めるためのブラシシール14が取り付けられる。
この変形例では、補強梁13の形状を軸流ファン5に対して予旋回を与える形状としており、隔板10における補強梁13は、隔板10の中空部分から外周部分に向かうまでに湾曲している。この湾曲方向は、ロータ鉄心の回転方向15に沿った方向である。また、隔板10の中空部分の端部における補強梁13の設置間隔は均一である。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態における構成のうち第1の実施形態で示したものと同一部分の説明は省略する。
図8は、本発明の第2の実施形態における回転電機の軸流ファン近傍の通風構造の一例を示す横断面図である。
図8では、ラジアルフロー方式の回転電機の横断面形状を示しており、この実施形態では、隔板10の中空部分側における補強梁13の端部は、ファンノズルリング11における隔板10の中空部分側に連なり、かつ、軸流ファン5における回転子軸1aからみた先端部であるファンチップ部の近傍まで回転子鉄心1の軸方向中心部に向けて湾曲するように延長される。また、この延長部分のうち前記回転子鉄心に近い端部におけるベアリングブラケット9側からみて軸流ファン5の直前の位置には、軸流ファン5に対向する静翼21が取り付けられる。
この変形例では、補強梁13に対して静翼21を着脱可能にして交換が行なえるように、隔板10の中空部分側における補強梁13の端部は、ファンノズルリング11における隔板10の中空部分側に連なり、かつ、軸流ファン5における回転子軸1aからみた先端部であるファンチップ部の近傍まで回転子鉄心1の軸方向中心部に向けて湾曲するように延長され、この延長部分のうち前記回転子鉄心に近い端部におけるベアリングブラケット9からみて軸流ファン5の直前の位置には取付座22が取り付けられ、この取付座22に対して静翼21が取り付けられる。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図10は、本発明の第3の実施形態における回転電機の軸流ファン近傍の通風構造の一例を示す横断面図である。
図10では、ラジアルフロー方式の発電機の横断面形状を示しており、第1,第2の実施形態のように隔板10上に補強梁13を設ける代わりに、回転電機内のベアリングブラケット9に対しガス誘導梁31を設ける。
この変形例では、軸流ファン上流へ誘導する案内羽根機能を隔板およびベアリングブラケット側の両方に設けている。詳しくは、図10に示した構成に加え、第1の実施形態で説明したように、隔板10の平板部分における外周部分から中空部分の間には、補強梁13が隔板10の周方向に沿って等間隔に複数設けられ、隔板10の平板部分からベアリングブラケット9に向かって延出される。
この変形例では、ガス誘導梁31の流路内を向く延出部分の先端部分は隔板10における流路内を向く先端部分に近接し、これらの先端部分の間に封止部材をさらに設けた構成としている。具体的には、図11に示した構成に加え、ブラシシール32が補強梁13とガス誘導梁31の間の隙間を埋めるように設けられる。
Claims (11)
- 回転子と、
固定子と、
前記回転子の回転軸に取り付けられて、前記回転子および固定子を冷却するための冷却ガスを前記回転子および固定子の発熱部に誘導する軸流ファンと、
前記回転子および固定子を冷却して温度上昇した前記冷却ガスを冷却するガス冷却手段と、
前記軸流ファンに対して同心円状に設けられて、前記ガス冷却手段から前記軸流ファンまでの前記冷却ガスの流路を形成する隔板と、
前記隔板における外周部分から中空部分にかけて配置され、当該隔板における前記流路内を向く平板部分から前記回転子の鉄心の軸方向に沿って延出し、前記隔板の外周部分における周方向に沿った設置間隔が前記ガス冷却手段からの前記冷却ガスの排出口に近くなるにつれて狭くなるように当該隔板における外周部分から中空部分にかけて湾曲させて配置され、前記冷却ガスを前記隔板の外周部分から中空部分までの間を介して前記軸流ファンに誘導するための案内羽根として機能する補強梁と
を備えたことを特徴とする回転電機。 - 回転子と、
固定子と、
前記回転子の回転軸に取り付けられて、前記回転子および固定子を冷却するための冷却ガスを前記回転子および固定子の発熱部に誘導する軸流ファンと、
前記回転子および固定子を冷却して温度上昇した前記冷却ガスを冷却するガス冷却手段と、
前記軸流ファンに対して同心円状に設けられて、前記ガス冷却手段から前記軸流ファンまでの前記冷却ガスの流路を形成する隔板と、
前記隔板における外周部分から中空部分にかけて配置され、当該隔板における前記流路内を向く平板部分から前記回転子の鉄心の軸方向に沿って延出し、前記隔板の外周部分および中空部分における周方向に沿った設置間隔が前記ガス冷却手段からの前記冷却ガスの排出口に近くなるにつれて狭くなるように当該隔板の外周部分から中空部分にかけて直線状に配置され、前記冷却ガスを前記隔板の外周部分から中空部分までの間を介して前記軸流ファンに誘導するための案内羽根として機能する補強梁と
を備えたことを特徴とする回転電機。 - 前記補強梁における前記隔板の中空部分側の端部を前記軸流ファンの近傍に延長し、
前記隔板と前記軸流ファンにおける先端部分との間隙にブラシシールを設けた
ことを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機。 - 前記補強梁を、前記軸流ファンの回転方向に対して予旋回を与える形状とした
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の回転電機。 - 前記補強梁における前記隔板の中空部分側の端部を前記軸流ファンの近傍に延長し、
当該延長部分における前記回転子の鉄心に近い端部に前記軸流ファンに対向する静翼を設けた
ことを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機。 - 前記静翼は、
前記補強梁の延長部分における前記回転子の鉄心に近い端部に対して、着脱可能な部材を介して取り付けられる
ことを特徴とする請求項5に記載の回転電機。 - 回転子と、
固定子と、
前記回転子の回転軸を軸支するベアリングブラケットと、
前記回転子の回転軸に取り付けられて、前記回転子および固定子を冷却するための冷却ガスを機内に誘導する軸流ファンと、
前記回転子および固定子を冷却して温度上昇した前記冷却ガスを冷却するガス冷却手段と、
前記軸流ファンに対して同心円状に設けられて前記ベアリングブラケットの平板部分に対向することで、前記ガス冷却手段から前記軸流ファンまでの前記冷却ガスの流路を形成する隔板と、
前記ベアリングブラケットにおける前記流路内を向く平板部分から前記回転子の鉄心の軸方向に沿って延出し、前記ベアリングブラケットの平板部分の外周部分における周方向に沿った設置間隔が前記ガス冷却手段からの前記冷却ガスの排出口に近くなるにつれて狭くなるように当該ベアリングブラケットの平板部分における外周部分から中心部分にかけて湾曲させて配置され、前記冷却ガスを前記隔板の外周部分から中空部分までの間を介して前記軸流ファンに誘導するための案内羽根として機能するガス誘導梁と
を備えたことを特徴とする回転電機。 - 回転子と、
固定子と、
前記回転子の回転軸を軸支するベアリングブラケットと、
前記回転子の回転軸に取り付けられて、前記回転子および固定子を冷却するための冷却ガスを機内に誘導する軸流ファンと、
前記回転子および固定子を冷却して温度上昇した前記冷却ガスを冷却するガス冷却手段と、
前記軸流ファンに対して同心円状に設けられて前記ベアリングブラケットの平板部分に対向することで、前記ガス冷却手段から前記軸流ファンまでの前記冷却ガスの流路を形成する隔板と、
前記ベアリングブラケットにおける前記流路内を向く平板部分から前記回転子の鉄心の軸方向に沿って延出し、前記ベアリングブラケットの平板部分の外周部分および中心部分における周方向に沿った設置間隔が前記ガス冷却手段からの前記冷却ガスの排出口に近くなるにつれて狭くなるように当該ベアリングブラケットの平板部分における外周部分から中心部分にかけて直線状に配置され、前記冷却ガスを前記隔板の外周部分から中空部分までの間を介して前記軸流ファンに誘導するための案内羽根として機能するガス誘導梁と
を備えたことを特徴とする回転電機。 - 前記隔板における前記流路内を向く平板部分から前記回転子の鉄心の軸方向に沿って延出して設けられ、前記冷却ガスを前記隔板の外周部分から中空部分までの間を介して前記軸流ファンに誘導するための案内羽根として機能する補強梁をさらに備えた
ことを特徴とする請求項7または8に記載の回転電機。 - 前記ガス誘導梁の前記流路内を向く延出部分の先端部分は前記隔板における前記流路内を向く先端部分に近接し、これらの先端部分の間に封止部材をさらに設けた
ことを特徴とする請求項9に記載の回転電機。 - 前記回転電機が発電機であることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の回転電機。
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2009
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