JPH04285449A - バルブ水車発電機の冷却装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、バルブ水車発電機の
回転子および固定子を冷却する冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のバルブ水車発電機の縦断面
図である。図４において、バルブ水車発電機は水車ラン
ナ１０の上流側管状の水路６内に、外被カバー２および
トップカバー９からなるバルブ内に密閉された発電機を
設置し、河川水はその周囲を流れる。発電機は固定子３
および回転子４から構成され、発電機の軸４ａには水車
ランナ１０を結合してある。水車ランナ１０が回転する
と発電機から電力を発生する。外被カバー２の外周に流
水方向に配置され水路６に張り出す複数の冷却管１と、
風仕切り板５と、送風機７とを備える。固定子３は外被
カバー２に固定された固定子枠８に取り付けてある。送
風機７から送り出された風は、回転子４および固定子３
を冷却し、そこで温められた風は外被カバー２を貫通す
る冷却管１を通り、ここで河川水によって冷却され、風
仕切板５の外側の空間を通って送風機７へ戻る。以下同
様の経路でバルブ内を循環する。

【０００３】図５は図４のバルブ水車発電機のＶ−Ｖ断
面図である。冷却管１は外被カバー２の周りに３本ずつ
まとめて、対称の位置に流水方向に８箇所配置してある
。冷却管１の内面は、冷却管１の内外の温度差すなわち
温風と河川水との温度差により発生する水滴などにより
腐食されるので、防錆処理を施す必要があるが、一般に
冷却管１の内径は小さく、防錆処理は困難なので、冷却
管１の材質を不錆鋼または銅の円筒にしていた。この冷
却管の材質を不錆鋼の円管（例えばステンレス鋼管）に
した場合、冷却管１を固定する外被カバー２の材質は通
常の場合鉄なので、両者の材質の違いに応じてそれぞれ
の線膨張率が相違する。例えば、冷却管をステンレス円
管とした場合、冷却管１の線膨張率は約１６．７／１０
６　であり、外被カバー２（鉄）が約１１．４／１０６
　なので、外被カバー２に対し冷却管１の方が約１．５
　倍の線膨張率である。

【０００４】図６は図４の冷却管の拡大図、図７は図６
のＶＩＩ　−ＶＩＩ　断面図である。図６において、冷
却管１はＵ字形に折り曲げて、両端を冷却管固定部２ａ
で外被カバー２に溶接してある。冷却管１および外被カ
バー２は河川水の温度変化に対して常に伸縮しており、
冷却管１と外被カバー２との線膨張率の相違により、外
被カバー２の冷却管固定部２ａには大きな熱応力が加わ
る。その結果外被カバー２の冷却管固定部２ａが損傷し
た場合、直ちに河川水がバルブ内に浸入する恐れがあっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、冷却管１の両端
の外被カバー２の冷却管固定部２ａは、冷却管１の熱膨
張による熱応力に耐えるように、強固にしなければなら
なかった。また、冷却管１の熱膨張量は、冷却管１の長
さと温度とに比例するので、熱膨張量を減らすために、
冷却管１の長さを短くしたり、または河川水と冷却風と
の温度差を少なくるすため、バルブ内の温度を下げるよ
うに固定子および回転子の巻線を大きくして温度上昇値
を下げるなどの対策を行っていたため、バルブ内の構造
が複雑になり、発電機の体格が大きくなって高価であっ
た。その上、常に冷却管１の両端の外被カバーの冷却管
固定部２ａに、発電機から発生する交番負荷が加わるの
で冷却管固定部２ａの疲労破壊が懸念されていた。

【０００６】この発明は、外被カバー２あるいはトップ
カバー９を貫通して水路に張り出す複数の冷却管を備た
バルブ水車発電機において、冷却管に加わる熱応力を緩
和して信頼性を高めた冷却装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】回転子および固定子を内
蔵する外被カバーあるいはトップカバーの外周に流水方
向に配置され、水路に張り出す複数の冷却管を備え、こ
の冷却管で冷却された空気を前記外被カバーおよびトッ
プカバー内に循環させて、前記回転子および固定子を冷
却するバルブ水車発電機の冷却装置において、前記冷却
管の途中に伸縮管を設けたことにより、上記目的を達成
する。

【０００８】さらに、請求項１記載のバルブ水車発電機
の冷却装置において、冷却管の途中に、蛇腹形伸縮管を
設ければ、冷却管の熱膨張または収縮を吸収する上に好
適である。

【０００９】さらに、請求項１記載のバルブ水車発電機
の冷却装置において、冷却管の途中に、螺旋形伸縮管を
設ければ、冷却管の熱膨張または収縮を吸収する上に好
適である。

【００１０】

【作用】この発明は、外被カバーあるいはトップカバー
の外周に流水方向に配置され、水路に張り出す複数の冷
却管の途中に伸縮管を設け、伸縮管は伸縮して冷却管の
熱膨張または収縮を吸収し、熱応力を緩和するので、伸
縮管に接続された冷却管には過大な力が作用しない。従
って、外被カバーあるいはトップカバーの冷却管固定部
には、過大な熱応力が加わることはない。

【００１１】

【実施例】実施例１ 図１はこの発明の第１の実施例の冷却装置に用いる冷却
管の構成図、図２は図１の蛇腹形伸縮管の拡大図である
。バルブ水車発電機の構成は図４と同様なので説明を省
略する。冷却管１はＵ字形に折り曲げて両端を外被カバ
ー２の冷却管固定部２ａに溶接してある。この発明の第
１の実施例によるバルブ水車発電機の冷却装置は、冷却
管１の途中の２箇所に伸縮管としてステンレスからなる
蛇腹形伸縮管１１を設けた。固定子３および回転子４を
通って加熱された温かい空気は、冷却管１を通って冷却
管１の外側を流れる河川水で冷却され、風仕切板５の外
側を通ってバルブ内に入り、送風機７により循環される
。冷却管１が熱膨張または収縮しても、冷却管１の途中
に設けた蛇腹形伸縮管１１が伸縮して熱膨張または収縮
を吸収するので、冷却管１の熱応力は外被カバー２の冷
却管固定部２ａに作用することはない。この例は冷却管
１を外被カバー２に設けたが、冷却管１をトップカバー
９に設ける場合もある。 実施例２ 図３はこの発明の第２の実施例の冷却装置に用いる螺旋
形伸縮管の拡大図である。この例は、伸縮管としてステ
ンレスからなる螺旋形伸縮管１２を冷却管１の途中に設
けた。冷却管１が熱膨張または収縮しても、冷却管１の
途中に設けた螺旋形伸縮管１２が伸縮して熱膨張または
収縮を吸収するので、冷却管１の熱応力は外被カバー２
の冷却管固定部２ａに作用することはない。

【００１２】

【発明の効果】この発明は、外被カバーあるいはトップ
カバーの外周に流水方向に配置され、水路に張り出す複
数の冷却管の途中に伸縮管を設け、伸縮管は冷却管の熱
膨張または収縮を吸収して熱応力を緩和させるので、外
被カバーあるいはトップカバーの冷却管固定部には、過
大な熱応力が加わることはない。従って、この発明によ
れば、冷却管および外被カバーの冷却管固定部の構造を
簡素化し、冷却装置の信頼性を向上させる。さらに、蛇
腹形伸縮管または螺旋形伸縮管は何れも熱放散面積が円
管に比べて大きいので、冷却効果を高めることができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の冷却装置の冷却管の
構成図である。

【図２】図１の蛇腹形伸縮管の拡大図である。

【図３】この発明の第２の実施例の螺旋形伸縮管の拡大
図である。

【図４】従来のバルブ水車発電機の縦断面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図４の冷却管の拡大図である。

【図７】図６のＶＩＩ　−ＶＩＩ　断面図である。

【符号の説明】

１　　　　冷却管 ２　　　　外被カバー ２ａ　　冷却管固定部 ３　　　　固定子 ４　　　　回転子 ６　　　　水路 ７　　　　送風機 ８　　　　固定子枠 ９　　　　トップカバー １０　　　　水車ランナ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転子および固定子を内蔵する外被カ
   バーあるいはトップカバーの外周に流水方向に配置され
   、水路に張り出す複数の冷却管を備え、この冷却管で冷
   却された空気を前記外被カバーおよびトップカバー内に
   循環させて、前記回転子および固定子を冷却するバルブ
   水車発電機の冷却装置において、前記冷却管の途中に伸
   縮管を設けたことを特徴とするバルブ水車発電機の冷却
   装置。
2. 【請求項２】　　請求項１記載のバルブ水車発電機の冷
   却装置において、冷却管の途中に、蛇腹形伸縮管を設け
   たことを特徴とするバルブ水車発電機の冷却装置。
3. 【請求項３】　　請求項１記載のバルブ水車発電機の冷
   却装置において、冷却管の途中に、螺旋形伸縮管を設け
   たことを特徴とするバルブ水車発電機の冷却装置。