JP6744842B2 - 回転電機固定子の中空金属部品、回転電機、中空金属部品の製造方法 - Google Patents

回転電機固定子の中空金属部品、回転電機、中空金属部品の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6744842B2
JP6744842B2 JP2017111541A JP2017111541A JP6744842B2 JP 6744842 B2 JP6744842 B2 JP 6744842B2 JP 2017111541 A JP2017111541 A JP 2017111541A JP 2017111541 A JP2017111541 A JP 2017111541A JP 6744842 B2 JP6744842 B2 JP 6744842B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hollow metal
metal component
electric machine
rotating electric
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017111541A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018207688A (ja
Inventor
誠二郎 村松
誠二郎 村松
拓馬 山口
拓馬 山口
憲一 服部
憲一 服部
武藤 徹
徹 武藤
洋一 小谷
洋一 小谷
伝紅 范
伝紅 范
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd filed Critical Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority to JP2017111541A priority Critical patent/JP6744842B2/ja
Priority to KR1020180063320A priority patent/KR102032651B1/ko
Priority to US16/000,521 priority patent/US11121591B2/en
Priority to CN201810569348.0A priority patent/CN109004779B/zh
Priority to EP18175913.5A priority patent/EP3413442B1/en
Publication of JP2018207688A publication Critical patent/JP2018207688A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6744842B2 publication Critical patent/JP6744842B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L43/00Bends; Siphons
    • F16L43/001Bends; Siphons made of metal
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0056Manufacturing winding connections
    • H02K15/0068Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals
    • H02K15/0081Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals for form-wound windings
    • H02K15/0093Manufacturing or repairing cooling fluid boxes, i.e. terminals of fluid cooled windings ensuring both electrical and fluid connection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/22Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors consisting of hollow conductors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H02K3/505Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto for large machine windings, e.g. bar windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227Heat sinks

Description

本発明は、回転電機の構造に係り、特に、液体を用いて固定子コイルを冷却する液体冷却回転電機の配管部品に適用して有効な技術に関する。
一般に、火力発電の発電機などの大型回転電機の固定子において、中空素線を用いて固定子コイルを形成し、この中空素線内に純水等の冷却液体を流して、固定子コイルおよび亘り線を冷却する液体冷却回転電機が知られている。このような固定子コイルおよび亘り線には、冷却液体の給水又は排出をするために絶縁ホースや中空金属部品が使われている。
上記した構造には、従来では、冷却液体の流路を形成するために、固定子コイル、絶縁ホースに、中空金属部品が使われている。一部の中空金属部品には異種金属を接合したものが使用されている。例えば、従来の回転電機固定子の配管構造の例を示す図16の配管部品18や図17のヘッダパイプ21側の絶縁ホース6との取り合い部は、ステンレス鋼の端部に銅をろう付けした構造となっているものがある。
本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献1のような技術がある。特許文献1には「冷媒が流れる導体管は、第1の端部と、前記第1の端部の反対側に位置された第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間を結ぶ中間部と、を備え、前記第1の端部、前記第2の端部および前記中間部が互いに一体に成形されているとともに、少なくとも前記中間部が可撓性を有するように構成された固定子コイル接続装置」が開示されている。
また、特許文献2には「輻射シールドまたは冷媒取出管あるいはトルクチューブと、冷媒供給管または冷媒排気管とを、爆着、またはホットプレス、HIP等の拡散接合により製作された異材継手を介して接続する超電導回転電機の回転子」が開示されている。
特開2013−165585号公報 特開平9−140120号公報
ところで、回転電機の固定子コイルエンドは電磁振動等により振動する。このため、コイルエンドに使用されている中空金属部品には高い繰り返し応力が作用し、この繰り返し応力が疲労限度を超えると高応力部にき裂が発生する恐れがある。
このため、中空金属部品の材質を高強度材に変更することが考えられるが、取り合い部(両端面)の材質を変更すると、中空金属部品を交換する場合に、従来の方法では高強度材の酸化被膜により接合が妨げられるため、少なくともこの取り合い部は材質を変更しないで、高応力部の強度を高めることが望まれる。
過去の実施例では、オーステナイト系ステンレス鋼を使用し、両端の取り合い部のみ無酸素銅を真空ろう付けにより接合する、という方法がある。しかし、この方法では、ステンレス鋼と無酸素銅の接合の強度が弱いこと、かつ中空部に液体が流れる部品のため界面の隙間に水が入り込み、隙間腐食を起こす可能性があることなどが課題として挙げられる。
また、高強度材(オーステナイト系ステンレス鋼等)は、600℃〜700℃の温度にさらされるとクロムと炭素が結合してクロムカーバイドが析出し、その近傍ではクロムが欠乏して耐食性が低下する。このクロム欠乏域に大応力が加わると、結晶粒界に沿って局部的な腐食が発生し、応力腐食割れに発展することが知られている。
さらに、過去の実施例の異種金属結合を伴う中空金属部品は、主要部がオーステナイト系ステンレス鋼のため、電気抵抗が高く、電流を流すと過熱する恐れがあるため、導電部の部品としては不向きであり、実機には使用できない。
上記特許文献1のコイル接続部材は、導体管を構成する各部品同士をろう付け等の手段により接合するとしており、コイル接続部材の導電性は確保されるものの、振動等の応力に対する接合部の強度は従来と同程度のものとなる。
また、上記特許文献2の異材継手20は、冷媒排気管材質部21と取出管材質部22を爆着、またはホットプレス、HIP等の拡散接合により接合されるとしており、当該接合部の強度は向上するものの、導電部を対象としておらず、異材継手20全体の導電性は考慮されていない。
上記のように、従来の中空金属部品の使用例は、いずれも非通電部かつ異種金属結合方法はろう付けや溶接を主体としたものであり、電流および流体を同時に流すことを目的とした中空金属部品およびろう付け以外のHIP拡散接合(Hot Isostatic Pressing:熱間等方圧加圧法)等が適用された事例は報告されていない。
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、回転電機固定子の中空金属部品において、他の部品との取り合い部の材質を変更せずに、機械強度および耐食性に優れ、なおかつ、導電部の部品としても使用可能な中空金属部品とその製造方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、固定子コイルを冷媒で冷却する回転電機の冷媒流路の配管部品として用いられる回転電機固定子の中空金属部品であって、前記回転電機は、前記固定子コイルの固定子コイルエンド部に、前記固定子コイルと電力供給用端子を連結する亘り線と、第1の中空金属部品を介して前記固定子コイルと前記亘り線に連結し、前記固定子コイルと前記亘り線に冷媒を供給する絶縁ホースと、を備え、前記第1の中空金属部品は、ステンレス鋼からなる部位と無酸素銅からなる部位を接合することで一体化して形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、(a)ステンレス鋼からなる部位と無酸素銅からなる部位を互いに組み合せる工程、(b)前記ステンレス鋼からなる部位と前記無酸素銅からなる部位を組み合せた状態で鋼鉄製容器へ投入した後、前記鋼鉄製容器へ金属材料を供給し、前記鋼鉄製容器の空間部分に前記金属材料を充填する工程、(c)前記鋼鉄製容器、前記金属材料、前記ステンレス鋼からなる部位および前記無酸素銅からなる部位に熱間等方圧加圧(HIP)処理を施す工程、(d)前記(c)工程の後、前記鋼鉄製容器および前記金属材料を機械加工により切削する工程、(e)前記ステンレス鋼からなる部位と前記無酸素銅からなる部位に貫通孔を形成する工程、を含む中空金属部品の製造方法である。
本発明によれば、回転電機固定子の中空金属部品において、他の部品との取り合い部の材質を変更せずに、機械強度および耐食性に優れ、なおかつ、導電部の部品としても使用可能な中空金属部品とその製造方法を実現することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。
本発明の一実施形態に係る液体冷却回転電機の固定子を示す縦断面図である。 図1のA部拡大図である。 本発明の一実施形態(実施例1)に係る中空金属部品を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例2)に係る中空金属部品を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例2)に係る中空金属部品の製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例3)に係る中空金属部品を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例4)に係る中空金属部品を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例4)に係る中空金属部品の製造方法を示す図である。 図1のA部拡大図である。 図1のA部拡大図である。 本発明の一実施形態(実施例5)に係る中空金属部品を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例5)に係る中空金属部品の製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例6)に係る中空金属部品を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例7)に係る中空金属部品を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例8)に係る中空金属部品を示す図である。 従来の回転電機固定子の配管構造の例を示す図である。 図1のB部拡大図である。 本発明の一実施形態(実施例1)に係る中空金属部品の製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例1)に係る中空金属部品の製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例1)に係る中空金属部品の製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例1)に係る中空金属部品の製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例1)に係る中空金属部品の製造方法を示す図である。 本発明の一実施形態(実施例1)に係る中空金属部品の製造方法を示す図である。 代表的な回転電機の全体構成を示す斜視図である。
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において、同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。
先ず、図19を参照して、本発明の対象となる回転電機について説明する。回転電機(発電機)は、一般に、出力(容量)に応じて水冷却回転電機、水素冷却回転電機、空気冷却回転電機の3種類に大別され、図19は水冷却回転電機を示している。水冷却回転電機は、機内を水素ガスで冷却するとともに、固定子巻線を水で直接冷却するため、冷却能力が高く、大容量機に用いられる。
水冷却回転電機100は、主要な構成として、固定子コイル(固定子巻線)101と、固定子鉄心102と、固定子コイル101の内側に配置された回転子103と、水冷却回転電機100内を水素ガスで冷却するための水素冷却機109を備えている。また、エンドブラケット104と、ロッカ装置105と、水冷却回転電機100を設置固定するための脚106と、水冷却回転電機100で発電した電力を外部へ出力するための変流器108と、高圧ブッシング107を備えている。なお、固定子コイル(固定子巻線)101は、内部に水等の冷媒を流すことで冷却できるよう中空素線を用いて形成されている。
例えば、火力発電のタービン発電機では、蒸気タービンやガスタービンの回転エネルギーを回転子103に伝え、固定子コイル(固定子巻線)101内側で回転子103を高速回転させることで発電を行う。
次に、図1から図3を参照して、実施例1の回転電機固定子の中空金属部品について説明する。図1はタービン発電機固定子の一部を示す縦断面図である。水冷却タービン発電機の固定子は、珪素鋼板を軸方向に積層して形成された固定子鉄心1と、この固定子鉄心1に装着された固定子コイル2とを有している。その他に、固定子コイルエンド部3に固定子コイル2と電力供給用端子を連結するための亘り線4と、冷却液体供給用に中空金属部品5,16,17等を介して固定子コイル2と亘り線4とを連結する絶縁ホース6等が取り付けられている。
図2は図1のA部拡大図である。図2に示すように、亘り線4と絶縁ホース6は中空金属部品5を介して接続され、中空金属部品5の一端が受け口となり、絶縁ホース6の先端に設けられたニップル7がさし込まれ、ろう付けで接続される。一方、亘り線4と接続する中空金属部品5の他端は、亘り線接続口8にさし込まれ、ろう付けにて接続される。
図3に本実施例の中空金属部品5の詳細構造を示す。本実施例では、中空金属部品5の主要な材質(図中の符号9)として、従来の無酸素銅からオーステナイト系ステンレス鋼9へ変更している。この変更では、大気中ではステンレス鋼表面に酸化膜が形成するため、真空ろう付けまたはHIP拡散接合法等の特殊な環境や装置等の準備が必要であり、現地での作業が困難である。
そのため、本実施例の中空金属部品は、図3に示すように、応力集中部がステンレス鋼となるステンレス製中空金属部品本体(エルボ本体)9と、絶縁ホースのニップル7との取り合い部が無酸素銅製のカップ10と、亘り線の接続口との取り合い部が無酸素銅製スリーブ11から構成される新たな中空金属部品の構造としたものである。ステンレス製中空金属部品本体9と無酸素銅製カップ10との接合部、およびステンレス製中空金属部品本体9と無酸素銅製スリーブ11との接合部は、適切な温度管理のもとでHIP拡散接合等を用いて接合される。本実施例によれば、中空金属部品5の曲り部にき裂が発生せず、かつ耐食性に優れた液体冷却回転電機の固定子を提供することができる。
図18Aから図18Fを参照して、本実施例の中空金属部品の製造方法について説明する。なお、ここでは、HIP拡散接合法(Hot Isostatic Pressing:熱間等方圧加圧法)を用いて部材同士を接合する方法を説明する。
先ず、図18Aに示すように、中空金属部品の材料であるステンレス製中空金属部品本体9、無酸素銅製カップ10、無酸素銅製スリーブ11をそれぞれ所望の形状に加工し、組み合わせる。(ステップ1)
次に、図18Bに示すように、鋼鉄製容器(Steel capsule)22に中空金属部品の材料および金属材料24を投入し、鋼鉄製容器22の空間部分(隙間)全てを金属材料24で満たす。(ステップ2)
続いて、図18Cに示すように、鋼鉄製容器22を溶接により閉止し、鋼鉄製容器22内を配管23から真空引きし、配管23の一部を溶接により閉止する。(ステップ3)
続いて、図18Dに示すように、HIP処理装置25内に鋼鉄製容器22ごと配置し、HIP処理装置25内にアルゴンガス(Ar)を供給し、処理温度900〜1100℃,処理圧力120MPaで熱間等方圧加圧(HIP)処理を行う。なお、処理温度や処理圧力、処理時間等のHIP処理条件は、対象とする材料の大きさや形状、材料の種類等に応じて、最適な処理条件を設定する。(ステップ4)
なお、HIP接合部の接合信頼性を確保するため、間等方圧加圧(HIP)処理時に鋭敏化温度領域600℃から700℃の温度に晒される時間の合計が20時間以下になるように温度管理するのが望ましい。
続いて、図18Eに示すように、鋼鉄製容器22および金属材料24を機械加工装置26により切削し、中空金属部品の材料同士の接合状態をチェックする。(ステップ5)
最後に、図18Fに示すように、純水等の冷媒が流れる貫通孔27を機械加工により形成し、図3に示す本実施例の中空金属部品が完成する。
図4および図5を参照して、実施例2の中空金属部品とその製造方法について説明する。図4は実施例1の図3に相当し、本実施例の中空金属部品5の構造を示している。本実施例は、中空金属部品5の曲り部(高応力部)のみをステンレス鋼12とし、両端部分が無酸素銅製13でステンレス鋼12を挟む中空金属部品5の構造としたものである。
図5は本実施例の中空金属部品5の製造方法を概念的に示す図である。予め中空金属部品5の曲り部(高応力部)に相当するステンレスブロック材14と両端部に相当する無酸素銅ブロック材15を形成する。次に、ステンレスブロック材14を無酸素銅ブロック材15で挟むようにHIP処理で接合処理を行う。なお、このHIP処理は、例えば、実施例1の図18Aから図18Fで説明した処理方法に従って処理する。最後に、HIP接合済みのブロック材から所望の形状の中空金属部品5を削り出す。
中空金属部品5を本実施例のような構成としても、実施例1と同様な効果が得られることは勿論、本実施例ではHIP処理接合済のブロック材から切り出すため、様々な屈曲角度の中空金属部品5に対応することが可能である。特に、実施例1と比較した場合、中空金属部品5を構成する各部材を加工してからHIP拡散接合を行うのではなく、HIP拡散接合した後に切削加工を行うため、加工費、検査費を削減することが期待できる。さらに、材料表面が腐食してしまったとしても、製作時に削り出すため、製品の加工面は常に新しくすることができるため、ブロック材の長期保管が可能となる。
図6を参照して、実施例3の中空金属部品について説明する。図6は実施例1の図3に相当し、本実施例の中空金属部品5の構造を示している。本実施例では、中空金属部品5の内表面のみをステンレス鋼12とし、その外周を無酸素銅13で覆われた構造としている。
本実施例の中空金属部品5は、実施例1(図3),実施例2(図4)とは異なり、電気抵抗率の低い(導電性の高い)無酸素銅がステンレス鋼で切断されることなく中空金属部品5の両端を結んでいるため、ステンレス鋼12により中空金属部品5の屈曲部の機械強度を向上しつつ、電流を流す部品として使用することができる。
図7および図8を参照して、実施例4の中空金属部品とその製造方法について説明する。図7は実施例1の図3に相当し、本実施例の中空金属部品5の構造を示している。本実施例では、中空金属部品5の屈曲部内側(高応力部)の一部のみをステンレス鋼12とし、両端部分を含むそれ以外の部分が無酸素銅13で形成されている。実施例3と同様に、無酸素銅13がステンレス鋼12で分断されることなく中空金属部品5の両端を結んでいるため、電流を流す部品として使用することができる。
図8は本実施例の中空金属部品5の製造方法を概念的に示す図である。予め中空金属部品5の屈曲部(高応力部)に相当するステンレスブロック材14と両端部に相当する無酸素銅ブロック材15を形成する。次に、無酸素銅ブロック材15の一部にステンレスブロック材14を埋め込むようにHIP処理で接合処理を行う。なお、このHIP処理は、例えば、実施例1の図18Aから図18Fで説明した処理方法に従って処理する。最後に、HIP接合済みのブロック材から所望の形状の中空金属部品5を削り出す。
図9から図12を参照して、実施例5の中空金属部品とその製造方法について説明する。図9および図10は、いずれも図1のA部拡大図である。上述したように、回転電機の固定子コイル2と亘り線4は中空金属部品16,17を介して接続され、中空金属部品16の一端が受け口となり、亘り線4取り合い部の亘り線接続口8がさし込まれ、ろう付けで接続される。一方、固定子コイル2と接続する中空金属部品16の他端が、中空金属部品17にさし込まれ、ろう付けにて接続される。また、図10に示すように、中空金属部品17の他端は、固定子コイル2のクリップ部に差し込まれ、ろう付けにて接続される。
図11は図9の中空金属部品16に相当し、本実施例の中空金属部品16の構造を示している。本実施例では、中空金属部品16の屈曲部が略直角に屈曲しており、屈曲部内側(高応力部)の一部のみをステンレス鋼12とし、両端部分を含むそれ以外の部分が無酸素銅13で構成されている。実施例3,実施例4と同様に、無酸素銅13がステンレス鋼12で分断されることなく中空金属部品16の両端を結んでいるため、電流を流す部品として使用することができる。
図12は本実施例の中空金属部品16の製造方法を概念的に示す図である。予め中空金属部品16の屈曲部(高応力部)に相当するステンレスブロック材14と両端部に相当する無酸素銅ブロック材15を形成する。次に、無酸素銅ブロック材15の一部にステンレスブロック材14を埋め込むようにHIP処理で接合処理を行う。なお、このHIP処理は、例えば、実施例1の図18Aから図18Fで説明した処理方法に従って処理する。HIP接合済みのブロック材から所望の形状の中空金属部品16を削り出す。
図13を参照して、実施例6の中空金属部品について説明する。図13は図10の中空金属部品17に相当し、本実施例の中空金属部品17の構造を示している。本実施例では、中空金属部品17の内表面のみをステンレス鋼12とし、その外周を無酸素銅13で覆われた構造としている。ステンレス鋼12と無酸素銅13は、例えば、実施例1の図18Aから図18Fで説明した処理方法に従ってHIP処理されている。本実施例の中空金属部品17では、実施例3,実施例4,実施例5と同様に、無酸素銅13がステンレス鋼12で分断されることなく中空金属部品17の両端を結んでいるため、電流を流す部品として使用することができる。
図14を参照して、実施例7の中空金属部品について説明する。図14は実施例6の図13に示す中空金属部品17の変形例である。本実施例は、中空金属部品17の両端を、それぞれの相手側に差し込み、ろう付けにて接続する構造に対して適用する例である。なお、本実施例においても、ステンレス鋼12と無酸素銅13は、例えば、実施例1の図18Aから図18Fで説明した処理方法に従ってHIP処理されている。
本実施例の中空金属部品17では、実施例6と同様に、無酸素銅13がステンレス鋼12で分断されることなく中空金属部品17の両端を結んでいるため、電流を流す部品として使用することができる。
図15を参照して、実施例8の中空金属部品について説明する。図15は実施例6の図13に示す中空金属部品17の変形例である。本実施例は、中空金属部品17の両端に、それぞれの相手側のニップルが差し込まれ、ろう付けにて接続する構造に対して適用した例である。なお、本実施例においても、ステンレス鋼12と無酸素銅13は、例えば、実施例1の図18Aから図18Fで説明した処理方法に従ってHIP処理されている。
本実施例の中空金属部品17では、中空金属部品17の外表面のみをステンレス鋼12とし、その内周を無酸素銅13で覆われた構造としている。実施例6,実施例7と同様に無酸素銅13がステンレス鋼12で分断されることなく中空金属部品17の両端を結んでいるため、電流を流す部品として使用することができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
1…固定子鉄心
2…固定子コイル
3…固定子コイルエンド部
4…亘り線
5…(第1の)中空金属部品
6…絶縁ホース
7…ニップル
8…亘り線接続口
9…ステンレス製中空金属部品本体(エルボ本体)
10…無酸素銅製カップ
11…無酸素銅製スリーブ
12…(オーステナイト系)ステンレス鋼
13…無酸素銅
14…ステンレスブロック材
15…無酸素銅ブロック材
16…(第2の)中空金属部品
17…(第3の)中空金属部品
18…配管部品
19…分岐継手
20…配管部品
21…ヘッダパイプ
22…鋼鉄製容器(Steel capsule)
23…配管
24…金属材料
25…HIP処理装置
26…機械加工装置
27…貫通孔
100…水冷却回転電機
101…固定子コイル(固定子巻線)
102…固定子鉄心
103…回転子
104…エンドブラケット
105…ロッカ装置
106…脚
107…高圧ブッシング
108…変流器
109…水素冷却機

Claims (15)

  1. 固定子コイルを冷媒で冷却する回転電機の冷媒流路の配管部品として用いられる回転電機固定子の中空金属部品であって、
    前記回転電機は、前記固定子コイルの固定子コイルエンド部に、前記固定子コイルと電力供給用端子を連結する亘り線と、
    第1の中空金属部品を介して前記固定子コイルと前記亘り線に連結し、前記固定子コイルと前記亘り線に冷媒を供給する絶縁ホースと、を備え、
    前記第1の中空金属部品は、ステンレス鋼からなる部位と無酸素銅からなる部位を接合することで一体化して形成されていることを特徴とする回転電機固定子の中空金属部品。
  2. 請求項1に記載の回転電機固定子の中空金属部品であって、
    前記ステンレス鋼からなる部位および前記無酸素銅からなる部位の接合は、HIP拡散接合により行われることを特徴とする回転電機固定子の中空金属部品。
  3. 請求項1または2に記載の回転電機固定子の中空金属部品であって、
    前記第1の中空金属部品は、ステンレス鋼からなるエルボ本体と、
    前記エルボ本体の一端に接合され、無酸素銅からなるスリーブと、
    前記エルボ本体の他端に接合され、無酸素銅からなるカップと、で構成されることを特徴とする回転電機固定子の中空金属部品。
  4. 請求項1または2に記載の回転電機固定子の中空金属部品であって、
    前記第1の中空金属部品は、屈曲部と、前記屈曲部の一端に接合された第1の端部と、前記屈曲部の他端に接合された第2の端部と、を有し、
    前記屈曲部は、少なくともその一部がステンレス鋼からなることを特徴とする回転電機固定子の中空金属部品。
  5. 請求項1または2に記載の回転電機固定子の中空金属部品であって、
    前記第1の中空金属部品は、ステンレス鋼からなる内周部と、
    前記内周部の外周側を覆い、無酸素銅からなる外周部と、で構成されることを特徴とする回転電機固定子の中空金属部品。
  6. 請求項4に記載の回転電機固定子の中空金属部品であって、
    前記屈曲部の内側はステンレス鋼で形成され、その他は無酸素銅で形成され、両端が途切れることなく無酸素銅でつながっていることを特徴とする回転電機固定子の中空金属部品。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載の回転電機固定子の中空金属部品であって、
    前記固定子コイルと前記亘り線を連結し、略直角に屈曲する第2の中空金属部品をさらに備え、
    前記第2の中空金属部品の屈曲部の内側はステンレス鋼で形成され、その他は無酸素銅で形成されることを特徴とする回転電機固定子の中空金属部品。
  8. 請求項7に記載の回転電機固定子の中空金属部品であって、
    前記固定子コイルと前記第2の中空金属部品を連結する第3の中空金属部品をさらに備え、
    前記第3の中空金属部品は、ステンレス鋼からなる内周部と、
    前記内周部の外周側を覆い、無酸素銅からなる外周部と、で構成されることを特徴とする回転電機固定子の中空金属部品。
  9. 請求項8に記載の回転電機固定子の中空金属部品であって、
    前記第3の中空金属部品は、両端に被接続部材が挿入され、ろう付けにより当該被接続部材と接合されることを特徴とする回転電機固定子の中空金属部品。
  10. 請求項7に記載の回転電機固定子の中空金属部品であって、
    前記固定子コイルと前記第2の中空金属部品を連結する第3の中空金属部品をさらに備え、
    前記第3の中空金属部品は、無酸素銅からなる内周部と、
    前記内周部の外周側を覆い、ステンレス鋼からなる外周部と、で構成され、
    前記第3の中空金属部品の両端に被接続部材のニップルが挿入され、ろう付けにより当該被接続部材と接合されることを特徴とする回転電機固定子の中空金属部品。
  11. 中空素線を用いて固定子コイルを形成し、前記中空素線内に液体を流して、前記固定子コイルおよび亘り線を冷却する液体冷却型の回転電機であって、
    請求項1から10のいずれか1項に記載の回転電機固定子の中空金属部品を前記液体の流路に用いることを特徴とする回転電機。
  12. 以下の工程を含む中空金属部品の製造方法;
    (a)ステンレス鋼からなる部位と無酸素銅からなる部位を互いに組み合せる工程、
    (b)前記ステンレス鋼からなる部位と前記無酸素銅からなる部位を組み合せた状態で鋼鉄製容器へ投入した後、前記鋼鉄製容器へ金属材料を供給し、前記鋼鉄製容器の空間部分に前記金属材料を充填する工程、
    (c)前記鋼鉄製容器、前記金属材料、前記ステンレス鋼からなる部位および前記無酸素銅からなる部位に熱間等方圧加圧(HIP)処理を施す工程、
    (d)前記(c)工程の後、前記鋼鉄製容器および前記金属材料を機械加工により切削する工程、
    (e)前記ステンレス鋼からなる部位と前記無酸素銅からなる部位に貫通孔を形成する工程。
  13. 請求項12に記載の中空金属部品の製造方法であって、
    前記(d)工程と前記(e)工程の間に、(f)前記ステンレス鋼からなる部位と前記無酸素銅からなる部位を機械加工により切削し、所望の中空金属部品形状を形成する工程、をさらに備え、
    前記(f)工程において、前記ステンレス鋼からなる部位が前記中空金属部品の屈曲部になるように機械加工を施すことを特徴とする中空金属部品の製造方法。
  14. 請求項13に記載の中空金属部品の製造方法であって、
    前記(f)工程において、前記ステンレス鋼からなる部位が前記中空金属部品の屈曲部の内側に位置するように機械加工を施すことを特徴とする中空金属部品の製造方法。
  15. 請求項12から14のいずれか1項に記載の中空金属部品の製造方法であって、
    前記(c)工程において、鋭敏化温度領域600℃から700℃の温度に晒される時間の合計が20時間以下になるように温度管理することを特徴とする中空金属部品の製造方法。
JP2017111541A 2017-06-06 2017-06-06 回転電機固定子の中空金属部品、回転電機、中空金属部品の製造方法 Active JP6744842B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017111541A JP6744842B2 (ja) 2017-06-06 2017-06-06 回転電機固定子の中空金属部品、回転電機、中空金属部品の製造方法
KR1020180063320A KR102032651B1 (ko) 2017-06-06 2018-06-01 회전 전기 기기 고정자의 중공 금속 부품, 회전 전기 기기, 중공 금속 부품의 제조 방법
US16/000,521 US11121591B2 (en) 2017-06-06 2018-06-05 Hollow metal part of stator of rotating electrical machine, rotating electrical machine, and manufacturing process of hollow metal part
CN201810569348.0A CN109004779B (zh) 2017-06-06 2018-06-05 旋转电机定子的中空金属部件、旋转电机、中空金属部件的制造方法
EP18175913.5A EP3413442B1 (en) 2017-06-06 2018-06-05 Hollow metal part of stator of rotating electrical machine, rotating electrical machine, and manufacturing process of hollow metal part

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017111541A JP6744842B2 (ja) 2017-06-06 2017-06-06 回転電機固定子の中空金属部品、回転電機、中空金属部品の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018207688A JP2018207688A (ja) 2018-12-27
JP6744842B2 true JP6744842B2 (ja) 2020-08-19

Family

ID=62530153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017111541A Active JP6744842B2 (ja) 2017-06-06 2017-06-06 回転電機固定子の中空金属部品、回転電機、中空金属部品の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11121591B2 (ja)
EP (1) EP3413442B1 (ja)
JP (1) JP6744842B2 (ja)
KR (1) KR102032651B1 (ja)
CN (1) CN109004779B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11674443B2 (en) * 2020-11-06 2023-06-13 General Electric Company Hydrogen fuel system

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3634705A (en) * 1970-04-23 1972-01-11 Westinghouse Electric Corp Cooling system for dynamoelectric machines
SU576641A1 (ru) * 1973-04-04 1977-10-15 Smirnov Polikarp P Способ изготовлени узла соединени наконечника со стержнем обмоток электрической машины
JPS5577339A (en) * 1978-12-06 1980-06-11 Toshiba Corp Liquid-cooled rotor
JPS6199590A (ja) * 1984-10-22 1986-05-17 Kuroki Kogyosho:Kk 異種金属パイプ同志のパイプジョイントの製造方法
JPS61202145U (ja) * 1985-06-04 1986-12-18
JPH09140120A (ja) 1995-11-15 1997-05-27 Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai 超電導回転電機の回転子
JPH1136025A (ja) * 1997-07-18 1999-02-09 Hitachi Ltd 銅基合金とそのろう材及び回転電機
JPH11355990A (ja) * 1998-06-10 1999-12-24 Hitachi Ltd 給排液箱及び回転電機
JP2001339890A (ja) * 2000-05-30 2001-12-07 Hitachi Ltd 回転電機の固定子巻線装置
US7474022B2 (en) * 2005-09-27 2009-01-06 General Electric Company Liquid-cooled armature bar clip-to-strand connection and method
CN100451466C (zh) * 2007-01-30 2009-01-14 孙海潮 一种专用于分体式空调室内机与室外机制冷剂连接管路的制冷剂连接管
US20110000243A1 (en) * 2008-03-06 2011-01-06 Carrier Corporation Split discharge line with integrated muffler for a compressor
CN201191112Y (zh) * 2008-04-01 2009-02-04 海信科龙电器股份有限公司 一种用于空调器的制冷设备配管
EP2133979A1 (en) * 2008-06-13 2009-12-16 ALSTOM Technology Ltd Multi phase generator arrangement
CN101315237A (zh) * 2008-06-26 2008-12-03 宁波能优制冷科技有限公司 一种家用空调节流管
CN201242313Y (zh) * 2008-07-04 2009-05-20 Tcl集团股份有限公司 一种空调器
JP2013061047A (ja) * 2011-09-15 2013-04-04 Nichirei Kogyo Kk 雄側継手部材およびその製造方法、ならびに雄側継手部材を有する冷凍サイクル
JP5776472B2 (ja) * 2011-09-28 2015-09-09 Jfeスチール株式会社 車両補強用中空部材
JP2013165585A (ja) 2012-02-10 2013-08-22 Toshiba Corp 固定子コイル接続装置および回転電機
CN203115362U (zh) * 2013-03-21 2013-08-07 新昌县丰亿电器有限公司 一种空调器管组件
EP2950424B1 (en) * 2014-05-26 2020-11-04 General Electric Technology GmbH Chamber for conductors of electric machines
WO2016002088A1 (ja) * 2014-07-04 2016-01-07 三菱電機株式会社 冷媒分配器、及びその冷媒分配器を有するヒートポンプ装置
CN204141130U (zh) * 2014-09-16 2015-02-04 代占文 一种外丝弯头
CN104407010B (zh) * 2014-12-04 2016-10-26 中国核动力研究设计院 次临界能源堆冷却剂弯曲单通道流动传热特性实验装置
DE102015211718B4 (de) * 2015-06-24 2020-12-03 MTU Aero Engines AG Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von TiAl-Schmiedebauteilen
CN204942869U (zh) * 2015-09-07 2016-01-06 浙江中财管道科技股份有限公司 一种加长内螺纹弯头结构
CN205350675U (zh) * 2015-12-22 2016-06-29 合肥聚能电物理高技术开发有限公司 一种热沉冷却水管的连接结构
CN106751127A (zh) * 2016-11-10 2017-05-31 南宁市钜丰塑业有限公司 一种导电塑料瓶及其制备方法
CN106402557A (zh) * 2016-11-24 2017-02-15 陈浩祥 压合连接弯头
CN106783049A (zh) * 2017-01-25 2017-05-31 广西凯悦新源电力科技有限公司 一种新型电力变压器绝缘套管
CN106594442A (zh) * 2017-02-07 2017-04-26 江苏顺通管业有限公司 一种高性能有缝弯头
CN207247643U (zh) * 2017-09-07 2018-04-17 三菱重工海尔(青岛)空调机有限公司 一种新型分配器

Also Published As

Publication number Publication date
CN109004779B (zh) 2021-07-16
EP3413442A1 (en) 2018-12-12
KR20180133323A (ko) 2018-12-14
EP3413442B1 (en) 2020-08-05
US20180351421A1 (en) 2018-12-06
JP2018207688A (ja) 2018-12-27
CN109004779A (zh) 2018-12-14
US11121591B2 (en) 2021-09-14
KR102032651B1 (ko) 2019-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000243542A (ja) ヒータユニット及びその製造方法
US8448839B1 (en) Brazing method using BCuP and BAg braze alloys
US11251681B2 (en) Fixture and method of securing parts using the same
JP6744842B2 (ja) 回転電機固定子の中空金属部品、回転電機、中空金属部品の製造方法
EP0087287A2 (en) Electric rotary machine having superconducting rotor
US7474022B2 (en) Liquid-cooled armature bar clip-to-strand connection and method
JP2007203347A (ja) 冷却体およびその製造方法
EP2668710A1 (en) Joint and jointing method in a permanent magnet synchronous machine
JPH05111205A (ja) 高周波発電機用の一体の水冷回路リング−母線アセンブリ
US20050247762A1 (en) Crevice corrosion-resistant liquid-cooled armature bar clip-to-strand connection and related method
US6528917B2 (en) Electric rotating machine and method of connecting feeding lead wires thereto
CN108513385B (zh) 过热水蒸气生成装置和用于该装置的导体管的制造方法
JP2013165585A (ja) 固定子コイル接続装置および回転電機
EP2641687A1 (en) Brazing method making use of thermal expansion and/or contraction of workpieces
EP1731257B1 (en) Brazed crevice corrosion-resistant liquid-cooled armature bar clip-to-strand connection and related method
JP2021170443A (ja) 誘導加熱コイルの製造方法
US20070103017A1 (en) Superconducting generator rotor electromagnetic shield
JP2006340521A (ja) 耐隙間腐食性の液冷式アーマチュアバークリップ・ストランド継手及びそれに関連した方法
JP3846176B2 (ja) 水冷ブッシング
JP7480695B2 (ja) 誘導加熱用コイル、その製造方法及び焼入れ品の製造方法
KR101164678B1 (ko) 납땜 조인트 및 납땜 조인트를 형성하는 방법
JPH1136025A (ja) 銅基合金とそのろう材及び回転電機
JP2558075B2 (ja) 電気絶縁型ヒートパイプの製造方法
CN109841388A (zh) 基于水冷电抗器的水冷组件
AU2005211678B2 (en) Crevice corrosion-resistant liquid-cooled armature bar clip-to-strand connection and related method

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20191008

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200709

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200714

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200731

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6744842

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350