JPH011453A - 発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 褒皿り１見 本発明は、発電機に関する。

天然ガス・プラント及びガス・パイプ・ラインポンプ送
給ステーションのような成る種の環境内で使用される発
電機においては、建造物からガスを搬出するための管若
しくは配管系のような特殊な通気手段を設けねばならな
い。更に、発電機を防爆性にするためには、高価で高強
度のケーシングを設けねばならない。このように適正に
通気が行われる防爆性の発電機に要する費用は、特に、
それぞれが３年乃至４年の短い寿命の高価な燃料セル発
電機を備えている１５０個ものポンプ送給ステーション
がガス・パイプ・ラインに存在し得る事実に濫みて、極
めて高額になり得る。

従って、比較的廉価で防爆性の発電機に対する需要が存
在する。本発明の目的は、このような需要を満たずこと
にある。なお、本明細書で用いる「防爆性」もしくは「
耐爆性」とは、爆発の可能性が最小限度に減少されてい
る発電機の性質を意味する。

聚里夕ｌ″Ｌ 従って、本発明は、 （ａ）　　開放端部を有する実質的にコロイド状のケー
シング手段であって、 （ｉ）　　外部側壁手段、 （ｉｉ）　　内部側壁手段、 （ｉｉｉ）　　上記外部側壁手段及び上記内部側壁手段
の一端部間に延在する環状の外部端壁手段、及び（ｉｖ
）　　円形の中央壁手段を含み中央円筒体の周囲に環状
の凹部を形成する上記ケーシング手段と、（ｂ）　　上
記中央円筒体に設けられた固定子組立体と、 （ｃ）　　上記ケーシング手段の上記開放端部を閉じる
円形のカバー手段と、 （ｄ）ｌ記ケーシング手段内で回転可能な回転子手段で
あって、 （ｉ）　　永久磁石手段及び （ｉｉ）　　−ｌ−記永久磁石手段を担持する外側カッ
プ状手段を含む上記回転子手段とを備え、 上記外側カップ状手段は、Ｊ−、記環状の凹部及び中央
壁手段を覆う板手段並びに上記固定子組立体と」−記ケ
ーシング手段の外部側壁手段との間で１−記環状の凹部
内に廷びる側壁手段を備え、それにより、発電機内に発
生し得る炎の温度を、発電機の直ぐ近傍の雰囲気の点火
を阻止するのに充分な程に低下するように発電機内に炎
の路を画成した発電機を提供するものである。

以下、本発明の好適な実施例を示す添付図面を参照して
詳細に説明する。

好適なｕ！Ｌ省ａ明− 第１図乃至第５図を参照するに、本発明による発電機は
、参照数字１で総括的に示したケーシングと、参照数字
２で総括的に示したカバーを備えている。ケーシング１
及びカバー２はアルミニウム鋳造構造物である。ケーシ
ングは、全体的に、ドーナツ状もしくはヨロイド状の形
状をしており、外部側壁３、内部側壁４、該側壁３及び
４と一体の外部端９５及び内壁４の内端部の内周部と一
体の内部端壁６により画定されている。電力出力配線（
図示せず）を受けるために内ねじが形成されているニッ
プル８が端壁５に設けられている。ケーシングｌは、複
数個の半径方向に延びるリプ１０により補強されており
、該リプはまた、発電機により発生される熱を消散する
ための冷却フィンとしての機能を果たす。外部側壁３の
内端Ｉｌｌは、カバー２をケーシング１に接続するボル
ト１３を受けるように肉厚にされている。

円形のカバー２の環状周辺部１５及び座金１４を介して
ボルト１３がケーシング１の端部１１内に延在している
。

カバー２は、密封シールを設けるためにケーシング１の
端部１１と咬合する内向きに延びる環状フランジもしく
は肩部１８を有する円形の板１７によって形成されてい
る。また、カバー２は半径方向に延びる補強リプ１９が
設けられている。ケーシング１及びカバー２は、足部２
３内に延びるポル１−２１！ｔ１２びにラグらしくはボ
スト（柱）２５内に延びるボルト２４により基板もしく
はベース板２０上に取り付けられている。

参照数字２６で総括的に示しである固定子組立体（第・
１図）は、ケーシング１の側壁３及び４並び１こ端壁５
によって画定された環状の四部２７内に固定的に取り付
けられている。固定子組立体２Ｇは、端壁５内に延びる
ボルト２９によりケーシング！内に保持されている。固
定子組立体２６は、積層板３０及び界磁コイル巻線３２
を備えている。環状の板３０はケーシングｌの内壁４に
当接している。巻線３２は、凹部２７の外端部で環状の
ウェル３３内に延びている。

第４図に参照数字３５で総括的に示しである回転子組立
体は、カバー２内に回転自在に取り付けられている。こ
の回転子組立体３５は、カバー２のスリーブ４０内のス
ペーサ（間隔計）３９及び球軸受３８を貫通する軸３６
を備えている。スリーブ４０は、板１７と一体的に形成
されておって、軸３６、軸受３８及びスペーサ３９を受
けろために該坂１７から外向きに延びている。軸受３８
及びスペーサ３９は、ナブト４２及び座金４３に上り軸
３Ｇの螺刻されている端部に取り付けられている（第９
図）。軸を、ガス・モータ（図示せず）または他の動力
源に接続するために、軸３６の外端部には縦軸方向に延
びる溝４４が設けられている。

軸３６の内端部と一体の円形のボス４５は、回転子組立
体３５の残りの要素を保持する。このような要素には、
ブロンズ（青ｔ＠）製の鉢形をしたカップ状の部材４８
内に取り付けられている複数個の矩形のセラミック製の
永久磁石４７並びに保持リング５０及び５１が含まれる
。磁石４７は、該磁石４７とびカップ状部材４８の側壁
５２との間の空間並びに隣接の磁石４７間の空間を填隙
するエポキシ系接着剤を用いてカップ状部材４８内に固
定的に取り付けられている。

内側のリング５０は、磁石４７を整列するためにカップ
状部材４８に形成されている肩部５３に当接している。

外側リング５１には、カップ状部材４８の内ねじが形成
されている円筒状の外側部５２と結合するように外ねじ
が設けられている。カップ状＋’Ｂ材４８をボス４５に
、従って軸３６に接続するためにボルト５５が用いられ
ている。ポ゛ルト５５は、ボス（ハブ）４５の周辺部を
貫通してカップ状部材４８の円形外端壁５７に形成され
ている螺刻孔５６内に延びている。端壁５７の外部表面
は若干截頭円錐形をしており、追って詳述するように、
特殊な炎の路を画成している。

組み立てられた状態において、回転子のボス４５は、ケ
ーシングｌの中心部に設けられている中心凹部５８内に
延びる。

上述の発電機は３相交流機型の発電機である。

刷子、整流子或いはスリップ　リングは用いられておら
ず、電力は直接コイル３２から取り出される。

従って、ケーシング１内の空間内に生起し得る爆発或い
は火災の通常の原因は除去されている。回転永久磁石４
７をカップ状部材４８の研削された内周部に対して密封
することにより、磁石が変位したり或いは破壊する確率
は相当に減少もしくは除去される。ケーシングＩ及びカ
バー２に設けられているフィンＩＯ及び１９は、外部表
面、従ってまた発電機の内部の適切な冷却を行う。ケー
シング１の内部側壁４に対して板３０を同面関係で取り
付けることにより、直接的な金属対金属接触が実現され
、それにより、ケーシングの大きな面積に亙り効率の良
い熱交換が実現される。

磁石４７及びカップ状部材４８の側壁５２は、ケーシン
グ１の外部側壁３と固定子板３０の外周部との間の空間
内に延びている点に注目され度い。従って、ケーシング
１の内部における空気のスペースは最小限度に減少され
る。ケーシング１内に設けられるスペースもしくは空間
は、ケーシング１内に発生する炎に対し、迂回的にほっ
徐々に小さくなる炎路を提供するように設計されている
。第１図に最も良く示しであるように、巻線３２の領域
に生ずる炎は、リング５１とケーシングの端壁５との間
の空間並びにカップ状部材４８の側壁５２と外端部との
間の空間を通らねばならない。カップ状部材４８の壁５
７の外部表面は若干截頭円錐形をしているので、ケーシ
ング内の炎路は、全体的に見て、徐々に細くなる。即ち
、徐々に絞られる。

第６図乃至第９図を参照するに、本発明の第２の実施例
においては、参照数字６０で総括的に示したケーシング
（第６図）は、全体的にトロイド状の端部分６１とスリ
ーブ６２とにより形成されており、該端部分６１及びス
リーブ６２は、ボルト６５及び座金６６により互いに接
続されると共にカバー６４に対して接続されている。ケ
ーシングの端部分６１は、外部側壁６７、内部側壁６８
及び上記外部側壁及び内部側壁と一体の外部端壁６９を
備えている。電力出力配線（図示せず）を受けるために
、端壁６９には、内ねじが形成されているニップル７０
が設けられている。半径方向に延びるリブ７１が端部分
６１を補強しておって、熱を消散するための冷却フィン
としての機能をも果たす。スリーブ６２上の縦軸方向に
延びるフィン７２は、フィン７１と同じ機能を果たす。

ケーシング部分６１の偏平で環状の周辺部７４の内部表
面に設けられて内向きに延びる環状のフランジもしくは
肩部７３（第９図）は、スリーブ６２と咬合して、これ
ら２つの部分間に気密のシールを形成する。ケーシング
及びカバーを基板もしくはベース板７６に取り付けるた
めに、スリーブ６２には一対の脚；１≦７５（第７．図
及び第８図）が設けられている。

該脚部７５には板７６を貫通してボルト７７が延びてい
る。

ケーシング６０は、外向きに延びている截頭円錐形の中
心ボス８１を備えた円形の端壁８０及び円筒状の側壁７
９を備えている外向きに開いた内側のカップ状部材７８
により完結される。このカップ状部材７８は、側壁７９
の外端に形成されている螺刻孔内に延びるボルト８２に
よってケーシング端部分６１に接続されている。外向き
にテーバが付けられている冷却フィン８３がカップ状部
材７８の内部表面に設けられている。

参照数字８４で総括的に示しである固定子組立体が、カ
ップ状部材状部材７８上に固定的に取り付けられている
。固定子組立体８４は、猜層板８５及び界磁巻線８６を
備えている。この固定子組立体８４は、ボルト８８及び
座金８９により、カップ状部材７８の開放端部に設けら
れておって外向きに延びているラグ８７に接続されてい
る。発電機を組み立てた際には、巻線８５は、ケーシン
グ６０の端部分６１に設けられている環状のつＪ、）し
９０内に延びる。

参照数字９２で総括的に示しである回転子組立体は、ケ
ーシング６０内に回転自在に取り付けられる。

この回転子組立体９２は、軸受９４及び９５を貫通して
カップ状部材７８のボス８１及び三つ又のブラケット９
６それぞれに延びている軸９３を備えている。該ブラッ
ケト９６は、ケーシング部分６１の開放外端部を部分的
に閉じている。軸受９４はクリップ９８によりボス８１
内に保持される。軸９３は、ブロンズ製のブシュ１００
によりボス８１内に回転自在に支持されている。軸受９
５は、クリップ＋０３、固定座金１０５及びナツト１０
６により、ブラケット９６に形成されている凹部１０２
内で軸９３に取り付けられている。上記ナツト１０６は
、軸９３のねじ部１０７と螺合する。ブラケット９６は
、ボルト１１０及び座金Ｉｌ＋によりケーシング部分６
１の内部側壁６８に設けられて半径方向内向きに延びる
ラグ＋０９に接続されている。軸９３をガス・モータ（
図示せず）または他の動力源に接続するために該軸９３
の外端部には＋７ｉｔｌ１２が形成されている。

ケーシング内部を冷却するための参照数字＋１４で総括
的に示したファン（第９図）が、カップ状」材７８内で
軸９３上に取り付１−１られでいる。このファン＋１４
は、円筒状のボスもしくはスリーブ＋１５と、該スリー
ブ上に当間隔で離間して設けられた４枚の羽根１１６を
備えている。羽根１１６は内向きに先細になっている。

即ち、これら羽ｍ　１１６は、カップ状部材７８のボス
８１及びフィン８３に対し相補形の形状をしている。

軸９３の内端部と一体の円形のボス１１ｇは、回転子組
立体９２の残りの要素を保持している。これら要素には
、軟鋼製の鉢形をしたカップ状部材１２Ｇ内に取付けら
れている複数個の矩形のセラミック製の永久磁石１１９
並びに保持リング１２２及び１２３が含まれる。磁石１
１９は、該磁石１１９とカップ状部材＋２０の側壁１２
４との間の空間並びに隣接する磁石１１９間の空間を填
隙するエポキシ系接着剤を用いてカップ状部材１２０内
に固定的に取付けられている。内側のリング１２２が、
磁石＋１９を整列するためにカップ状部材１２０に設け
られている肩部１２５に当接している。外側のリング１
２３は、カップ状：１り材１２０の開端部内に嵌着され
ておって、１１−めねじ１２７により定位値に固定され
ている。該止めねじ１２７は、カップ状部材１２０の円
筒状の側壁１２４及びリング！２３の外縁部に捩込まれ
る。ボルト１２ｇはカップ状部材をボス＋１８、従って
軸９３に連結する。カップ状部材１２０の円形の外端壁
＋３０に形成されている孔１２９を貫通して、ボルト１
２８が、ボス１１ｇに形成されているねじ孔内に延びて
いる。

カバー６４は、スリーブ６２の端部１３４と咬合するよ
うに、内向きに延びる環状７ランジもしくは肩部１３３
を備えた円形の板１３２により形成される。板１３２に
設けられて半径方向に延びるリブ１３７及びリング１３
６は、カバー６４を補強すると共に発電機の冷却を容易
にする。

先に述べた本発明の第１の実施例の場合におけるように
、本発明の第２の実施例も３相の交流発電機であって、
刷子、整流千成るいはスリップ・リングは使用されてお
らず、電力はコイル８６から直接取出される。従って、
空間内に生起し得る爆発成るいは火災の通常の原因は除
去されている・回転永久磁石１１９を、カップ状部材１
２０の研削された内周部に卦して密封することにより、
磁石の変位成るいは破壊の確率は相当に減少もしくは除
去される。ケーシング及びカバーに設けられているフィ
ン７１．７２．１３６、＋３７は、外部表面の適切な冷
却を行い且つ発電機の内部の冷却を助勢する。

ファン＋１４　もまた、発電機の内部を冷却する。固定
子の板８５をカップ状部材７８の外側壁７６に対して同
面関係で取付けることにより、直接的な金属対金属接触
が達成され、それにより、ケーシングの大きな面積に亙
り効率の良い熱交換が確保される。

磁石１１９及びカップ状部材１２０の側壁１２４は、ス
リーブ６２によって画定される外側壁と固定子板８５の
外周部との間の空間内に延在して、該空間の大部分を占
める。従って、ケーシングの内部における空気の空間は
最小限度に減少される。ケーシング内の空間は、ケーシ
ング内に発生し得るする炎に対し短い路を提供するよう
に設計されている。

第６図に最も良く示しであるように、巻線８５の領域に
生じ得る炎は、最も抵抗の小さい領域、即ち輔９３とブ
シュ１００との間のギャップに上り画成される路を通過
することになる。このギャップの通過中に、炎の温度は
充分に低下して、それにより外部雰囲気の点火もしくは
発火は阻Ｌ１−される。

本発明の、」二に述べた２つの実施例によれば、発電機
の内部は、外部から保護されると共に、その逆の保護も
達成される。本発明の発電機は、「クラス■」の包囲体
に関するカナダ規格協会（Ｃａｎａ−ｄｉａｎ　５Ｌａ
ｎｄａｒｄｓ　Ａｓ５ｏｃｉａｔｉｏｎ　）の規格を満
たすものと信じる。なお、この「クラス■」包囲体もし
くは包囲物とは、「電気装置内で発生し得る特定のガス
または蒸気の爆発に対して損傷を伴うことなく耐えるこ
とが可能であると共に、包囲体内の特定のガスまたは蒸
気の爆発から生ずる火花または炎により包囲体を取巻い
ている特定のガスまたは蒸気の点火を阻止することがで
きる電気装置のための包囲体であって、このような包囲
体の外部温度は、通常の使用中成るいは実際上起こり得
る条件下で、取巻いている特定のガスまたは蒸気を点火
することが可能であってはならない」と規定されている
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、未発明による発電機の断面図、第２図は、第
１図の左側から見た第１図の発電機のケーシングの２分
の１の部分を示す端面図、第３図は、第１図の右側から
見た第１図の発電機のケーシングの２分の１の部分を示
す端面図、第４図は、第１図乃至第３図の発電機の展開
断面図、第５図は、第４図において左から見た回転子要
素のカップ状部材の端面図、第６図は、本発明の発電機
の第２の実施例の断面図、第７図は、第６図において左
側から見た第６図の発電機の端面図、第８図は、第６図
において右側から見た第６図の発電機の端面図、そして
第９図は、第６図乃至第８図に示した発電機の展開断面
図である。 １・・・ケーシング、　２・・・カバー、　３・・・外
部側壁、４・・・内部側壁、５・・・外部端壁、６・・
・内部端壁、８・・・ニップル、　１０・・・リブ、Ｉ
３・・・ボルト、Ｉ４．４３・・・座金、１７・・・円
形の板、１８・・・環状フランジ、１９・・・補強リブ
、２１，２４．２９・・・ボルト、２５・・・ラグ、２
６・・・固定子組立体、２７・・・凹部、３０・・・積
層板、３２・・・界磁巻線、　３３・・・ウェル、３５
・・・回転子組立体、３６・・・軸、３８・・・球軸受
、３９・・・スペーサ（間隔材）、４０・・・スリーブ
、４２・・・ナツト、４４・・・溝、４５・・・ボス、
４７・・・永久磁石、４８・・・カップ状部材、５０．
５１・・・保持リング、　５２・・・側壁、　５５・・
・ボルト、５６・・・螺刻孔、５７・・・円形外端壁、
５８・・・中心凹部、６０・・・ケーシング、６２・・
・スリーブ、６４・・・カバー、６９・・・端壁、　７
０・・・ニップル、　７ノ、７２．１３６．１３７・・
・フィン、７６・・・基板、７７．８２・・・ボルト、
７８・・・カップ状部材、８０・・・端壁、　８１・・
・中心ボス、８３・・・冷却フィン、８４・・・固定子
組立体、８５・・・積層板、８６・・・界磁巻線、　８
８．１１０・・・ボルト、９０・・・ウェル、　９２・
・・回転子組立体、　９３・・・軸、９４．９５・・・
軸受、　９６・・・ブラケッｌ−１９８，１０３・・・
クリップ、　１００・・・ブシュ、　１０２・・・凹部
、　１０５、Ｉｌｌ・・・座金、１０６・・・ナツト、
１０７・・・ねじ部、１０９・・・ラグ、１１２・・・
溝、月４・・・ファン、１１５・・・スリーブ、１１６
・・・羽根、１１ｇ・・・ボス、＋１９・・・磁石、】
２０・・・カップ状部材、１２２、＋２３・・・保持リ
ング、１２４・・・側壁、１２５・・・肩部、　１２７
・・・止めねじ、１２８・・・ボルト、１２９・・・孔
、１３０・・・外端壁、　１３２・・・板、　１３３・
・・環状のフランジ、１３４・・・端部、１３６・・・
リング、１３７・・・リブ。 ＦＩＧ、　５ Ｆｌθ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発電機において、 （ａ）開放端部を有する実質的にコロイド状のケーシン
   グ手段であって、 （ｉ）外部側壁手段、 （ｉｉ）内部側壁手段、 （ｉｉｉ）前記外部側壁手段及び前記内部側壁手段の一
   端部間に延在する環状の外部端壁手段、及び（ｉｖ）円
   形の中央壁手段を含み、中央円筒体の周囲に環状凹部を
   形成する前記ケーシング手段と、（ｂ）前記中央円筒体
   に設けられた固定子組立体と、 （ｃ）前記ケーシング手段の前記開放端部を閉じる円形
   のカバー手段と、 （ｄ）前記ケーシング手段内で回転可能な回転子手段で
   あって、 （ｉ）永久磁石手段及び （ｉｉ）前記永久磁石手段を担持する外側カップ状手段
   を含む前記回転子手段とを備え、 前記外側カップ状手段は、前記環状の凹部及び中央壁手
   段を覆う板手段並びに前記固定子組立体と前記ケーシン
   グ手段の外部側壁手段との間で前記環状の凹部内に延び
   る側壁手段を備え、 以て、発電機内に発生し得る炎の温度を、発電機の直ぐ
   近傍の雰囲気の点火を阻止するのに充分な程に降下する
   ように発電機内に炎の路を画定した発電機。 ２、前記外側カップ状手段の前記板手段が実質的に截頭
   円錐形をしており、前記炎の路は、外側カップ状手段の
   側壁手段の自由端とケーシング手段の外壁手段との間で
   始まり、前記カップ状手段の側壁手段と前記ケーシング
   手段の外壁手段との間を経て、前記カップ状手段の板手
   段と前記カバー手段との間の半径方向内向きに先細とな
   っている空間に達している特許請求の範囲第１項記載の
   発電機。 ３、ケーシング手段の外部側壁手段が、一端から開放端
   に向かい拡開している特許請求の範囲第２項記載の発電
   機。 ４、磁石手段が、外側カップ状手段の側壁手段の内周部
   に設けられた複数個の離散的な永久磁石を含んでいる特
   許請求の範囲第１項記載の発電機。 ５、磁石が矩形であって、外側カップ状手段の側壁手段
   に並置関係で配列されて磁石のリングを画成している特
   許請求の範囲第４項記載の発電機。 ６、磁石を外側カップ状手段内に保持するリング手段を
   備えている特許請求の範囲第５項記載の発電機。 ７、回転子手段が、カバー手段内で回転可能な軸手段及
   び外側カップ状手段を担持する前記軸手段の内端部にボ
   ス手段を備えている特許請求の範囲第１項記載の発電機
   。 ８、ケーシング手段及びカバー手段に設けられて、発電
   機内で発生する熱を消散するための冷却フィン手段を備
   えている特許請求の範囲第７項記載の発電機。 ９、ケーシング手段が実質的にコロイド状の端部分と、
   該端部分及びカバー手段間のスリーブ手段であって前記
   外部側壁手段の一部分を形成する前記スリーブ手段と、
   前記固定子組立体を担持するための内部側壁手段及び中
   央円筒体を画定する内側カップ状手段とを備えている特
   許請求の範囲第１項記載の発電機。 １０、内側カップ状手段が、固定子手段を回転自在に支
   持するためのボス手段を備えている特許請求の範囲第９
   項記載の発電機。 １１、回転子手段が、内側カップ状手段内で回転可能な
   軸手段と、前記内側カップ状手段の外部で該内側カップ
   状手段と同心関係に前記外側カップ状手段を担持する前
   記軸手段の内端部に設けられたボス手段を備えている特
   許請求の範囲第１０項記載の発電機。 １２、発電機を冷却するために、内側カップ状手段内で
   軸手段に設けられているファン手段を備えている特許請
   求の範囲第１１項記載の発電機。 １３、内側カップ状手段内で軸手段を回転自在に支持す
   るために前記端部分に接続されたブラケット手段を備え
   ている特許請求の範囲第１２項記載の発電機。