JPH07203656A

JPH07203656A - 回転電機

Info

Publication number: JPH07203656A
Application number: JP64594A
Authority: JP
Inventors: Yumiko Fukuhara; 由美子福原; Ichiro Mimura; 一郎三村
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1994-01-10
Filing date: 1994-01-10
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】発電機の運転時、回転子の軸３のファンボス４
に取付けられた軸流ファン５の回転により吸込ダクトが
負圧になるが、ラビリンスパッキン２０の軸３との接触
によりラビリンスが摩耗してその隙間が大きくなって
も、ファン前室２３を経て外側ファンガイド１９とファ
ンボスとの隙間を通ってダスト，塩分，腐食性ガス等の
有害物を含む空気が機内に流入しないようにする。【構成】ファンボス４を貫通してファンボス４の側面４
ａから側面４ｂに至る通風孔４０を、その側面４ｂの開
口を側面４ａの開口の回転子の軸３の軸心からの距離よ
り大きい位置にして設け、かつ回転方向に対して後向き
の方向で設けることにより、通風孔４０を通る軸流ファ
ン５の回転により吐出される冷却風は、遠心力によるフ
ァン作用により昇圧してファン前室２３に流入し、ファ
ン前室２３を正圧にして有害物を含む空気の機内への流
入を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転子の軸に取付けら
れる軸流ファンを有する回転電機、特にタービン発電機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転電機、例えばタービン発電機等では
運転時、固定子及び回転子を、回転子の軸に取付けられ
た軸流ファンにより送気され、空気冷却器により冷却さ
れた冷却風を閉鎖された機内を循環させて冷却してい
る。この種の軸流ファンを備えたタービン発電機として
図５に示すものが知られている。

【０００３】図５において、回転子１は軸胴部２を備
え、回転子１の軸３に突出して設けられたファンボス４
に軸流ファン５が設けられている。なお、軸流ファン５
は図示しない他方の端部の軸３にも設けられている。ま
た、軸３のジャーナル部はスタンド形の軸受台６に内蔵
される軸受７に支持されている。なお、８は油切り用の
パッキンリング、９は軸受押えである。なお、軸３の他
方ジャーナル部も同じ構造の軸受で支持されている。

【０００４】固定子枠１０に取付けられる固定子鉄心１
１と固定子巻線１２とは、軸胴部２を囲んで設けられて
いる。なお、１３は固定子巻線支え金具、１４は固定子
巻線押えである。軸流ファン５の吸込ダクト１６は、図
５のＡ部拡大図である図６に示すように、吸込流路１７
を形成する両側の固定子枠１０にそれぞれ取付けられる
回転子１の軸心に向う方向から軸心方向に曲げられ、そ
の端部が軸流ファン５の外周を囲んで回転子１の軸３を
囲む曲面状をなす内側ファンガイド１８と、内側ファン
ガイド１８に沿い、端部がファンボス４の軸流ファン５
の吸込側の外周面に隙間を有して回転子１の軸３を囲
み、曲面状をなす外側ファンガイド１９とから構成され
ている。そして、外側ファンガイド１９と軸３との間の
開口を、端部に微小な隙間を有して軸３を囲むラビリン
スパッキン２０を備えて閉鎖するエヤシールド２１が、
軸３を囲む円筒状の支持板２２を介して外側ファンガイ
ド１９に取付けられている。ここで、エヤシールド２
１，支持板２２，外側ファンガイド１９及び軸３でファ
ン前室２３が形成されている。

【０００５】このような構成により、発電機が運転さ
れ、回転子１が回転すると、軸３のファンボス４に取付
けられた軸流ファン５は駆動され、図示しない空気冷却
器を通過して冷却された冷却風は、吸込流路１７及び吸
込ダクト１６を経て軸流ファン５に吸込まれて送気さ
れ、固定子及び回転子を冷却し、冷却して昇温した冷却
風は図示しない空気冷却器で冷却されて軸流ファン５に
吸込まれて機内を循環する。この際、吸込ダクト１６を
経て軸流ファン５に吸込まれる冷却風は負圧になり、こ
れに伴って外側ファンガイド１９とファンボス４との隙
間を介して連通するファン前室２３は負圧になるので、
発電機がダスト，塩分，腐食性ガス等の有害物を含む雰
囲気に設置される場合、前記有害物を含む空気がファン
前室２３に流入した後、ファンボス４の外周面を囲む外
側ファンガイド１９の端部とファンボス４との間の隙間
から発電機内に流入するのを、ラビリンスパッキン２０
により防止している。

【０００６】図７は異なる従来のタービン発電機の部分
断面図である。図７において、回転子１に設けられる軸
胴部２，固定子枠１０に取付けられる固定子鉄心１１，
固定子巻線１２，軸３のファンボス４に取付けられる軸
流ファン５は、図５に示す構造と同じである。ここで、
吸込ダクト２８は図５に示す構造と同様に、内側ファン
ガイド２９と外側ファンガイド３０とから構成されてい
る。そして、外側ファンガイド３０と軸３との間の開口
を閉鎖するエヤシールド３１が設けられ、このエヤシー
ルド３１の端部と外側ファンガイド３０の途中から伸び
る支持板３２の端部とに接続して、微小な隙間を有して
軸３を囲むラビリンスパッキン３３が設けられている。
なお、外側ファンガイド３０，支持板３２，及び軸３で
ファン前室３４が形成されている。

【０００７】なお、回転子１の軸３のジャーナル部はブ
ラケット形の軸受７に支持され、軸受７は固定子枠１０
に固定された軸受支持台３５に支持され、軸受７を覆っ
てブラケット３６が固定子枠１０に取付けられている。
このような構成により、発電機の運転時、回転子１の回
転により駆動される軸流ファン５により循環する冷却風
は固定子，回転子を冷却する。この際、軸受７を潤滑す
る潤滑油は、軸受７と同一雰囲気にあるエヤシールド３
１と支持板３２とにわたって設けられたラビリンスパッ
キン３３により、前述のように負圧になるファン前室３
４に流入するのが防止され、この結果、潤滑油がファン
ボス４の外周面を囲む外側ファンガイド３０の端部とフ
ァンボス４との間の隙間から発電機内に流入するのが防
止される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】発電機の運転時、回転
子の回転により軸流ファンは駆動され、冷却風は吸込ダ
クトを経て吸込まれ、機内に送気されて固定子，回転子
を冷却する。この場合、吸込ダクトは負圧になり、これ
に伴ってファン前室は負圧になるので、ファン前室に図
５の従来例では外部から有害物を含む空気、一方図７の
従来例では軸受からの潤滑油が流入しないようにラビリ
ンスパッキンを設けている。

【０００９】しかしながら、運転中、ラビリンスパッキ
ンのラビリンスが軸に接触することにより、ラビリンス
が摩耗してラビリンスと軸との隙間が大きくなり、この
ため図５の従来例では外部から有害物を含む空気、一方
図７の従来例では軸受の潤滑油がファン前室に流入し、
さらに吸込ダクトの外側ファンガイドとファンボスとの
間の隙間から機内に流入し、発電機に害を与えるという
問題がある。

【００１０】本発明の目的は、吸込ダクトの外側ファン
ガイドと回転子の軸との間に形成されるファン前室に、
有害物を含む空気や軸受の潤滑油が流入するのを防止で
きる回転電機を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば回転子の軸から突出するファンボス
に取付けられ、固定子及び回転子を冷却する冷却風を送
気，循環させる軸流ファンと、回転子の軸心に向う方向
から軸心方向に曲げられ、端部が軸流ファンの外囲を囲
んで回転子の軸を囲む内側ファンガイド及びこの内側フ
ァンガイドに沿って設けられ、端部が軸流ファンの吸込
側のファンボスの外周面を隙間を有して囲んで回転子の
軸を囲む外側ファンガイドからなる冷却風を吸込む吸込
ダクトと、外側ファンガイドと回転子の軸との間の開口
を、微小な隙間を有して前記軸を囲むラビリンスパッキ
ンを備えて閉鎖するエヤシールドとを備える回転電機に
おいて、ファンボスの軸流ファンの吐出側の側面からラ
ビリンスパッキン側の側面にファンボスを貫通する通風
孔を設け、この通風孔のラビリンスパッキン側の開口の
回転子の軸心からの距離を、軸流ファンの吐出側の開口
の回転子の軸心からの距離より大きくし、かつ通風孔の
方向を回転子の回転方向に対して後向きにし、又は直角
方向にするものとする。

【００１２】また、上記の軸流ファン，吸込ダクト及び
ラビリンスパッキンを備えたエヤシールドを備える回転
電機において、回転子の軸心方向に平行にファンボスを
貫通してファンボスの軸流ファンの吐出側の側面からラ
ビリンスパッキン側の側面に至る通風孔を設けるものと
する。

【００１３】

【作用】回転電機の運転時、回転子の軸から突出するフ
ァンボスに取付けられた軸流ファンの回転により送気，
循環される冷却風により、固定子及び回転子を冷却す
る。この場合、軸流ファンには、回転子の軸心に向う方
向から軸心方向に曲げられ、端部が軸流ファンの外囲を
囲んで回転子の軸を囲む内側ファンガイド及びこのガイ
ドに沿って設けられ、端部が軸流ファンの吸込側のファ
ンボスの外周面に隙間を有して囲んで、回転子の軸を囲
む内側ファンガイドからなる吸込ガイドを経て冷却風が
吸込まれるので、吸込ダクト内は負圧になる。

【００１４】この際、外側ファンガイドと回転子の軸と
の間の開口を、微小な隙間を有して軸を囲むラビリンス
パッキンを備えて閉鎖するエヤシールド，外側ファンガ
イド及び回転子の軸で形成されるファン前室も、端部が
ファンボスの外周面を囲む外側ファンガイドとファンボ
スとの間に隙間があるので、負圧になる。しかしなが
ら、ファンボスを貫通してファンボスの軸流ファンの吐
出側の側面からラビリンスパッキン側の側面に至る通風
孔を設け、この通風孔のラビリンスパッキン側の開口の
回転子の軸心からの距離を、軸流ファンの吐出側の開口
の回転子の軸心からの距離より大きくし、かつ通風孔の
方向を回転子の回転方向に対して後向きにし、又は直角
方向にしたので、回転子の回転により軸流ファンから回
転電機内に吐出される冷却風は通風孔を通り、遠心力に
よるファン作用により昇圧されて前記ファン前室に流入
し、この結果、ファン前室は正圧になる。したがって、
有害物を含む空気や軸受の潤滑油はファン前室に流入せ
ず、この結果回転電機内に流入しない。

【００１５】また、ラビリンスパッキン側のファンボス
の側面から軸流ファンの吐出側のファンボスの側面に至
る回転子の軸心方向に平行にファンボスを貫通する通風
孔を設けることにより、軸流ファンの吐出される正圧の
冷却風がファン前室に流入するので、ファン前室の圧力
は正圧となり、したがって前述と同じ作用が得られる。

【００１６】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
説明する。図１は本発明の実施例によるタービン発電機
の軸流ファン部の部分断面図、図２は図１のＰ矢視図で
ある。図１，図２及び後述する図３ないし図４におい
て、図５ないし図７の従来例と同一部品には同じ符号を
付し、その説明を省略する。図１，図２において図５，
図６の従来例と異なるのは、回転子１の軸３から突出す
るファンボス４を貫通して軸流ファン５の吐出側の側面
４ａから、ラビリンスパッキン２０側の側面４ｂに至る
複数の通風孔４０を設け、この通風孔４０のファンボス
４の側面４ｂに設けられる開口４０ｂの回転子の軸３の
軸心からの距離を、ファンボス４の側面４ａに設けられ
る開口４０ａの回転子の軸３の軸心からの距離より大き
くして勾配を持たせ、かつ通風孔４０の方向を図２に示
すように回転方向に対して後向きにしたことである。

【００１７】なお、ファンボス４に前記勾配を有する通
風孔４０を設けるために、ファンボス４の高さを高くし
たり、回転子の軸３にファンボスを焼嵌めしてもよい。
このような構成により、発電機の運転時、回転子の回転
により軸流ファン５が駆動され、冷却風は吸込ダクト１
６を経て軸流ファン５に吸込まれ、機内に冷却風を送気
して固定子，回転子を冷却する。この際、軸流ファン５
の回転により軸流ファン５の吐出側の冷却風は、通風孔
４０を経てファン前室２３に流入する。この場合、通風
孔４０の方向は前記の勾配と回転方向に対する後向きの
方向とを有しているので、冷却風は遠心力によるファン
作用により昇圧されてファン前室２３に流入する。した
がってファン前室２３の圧力は正圧となるので、発電機
が有害物を含む雰囲気に設置されても、有害物を含む空
気はファン前室２３に流入せず、したがって機内には流
入しない。

【００１８】なお、図１，図２では通風孔４０の方向を
回転方向に対して後向きにしたが、回転方向に直角な方
向にしても同じ効果が得られる。図３は本発明の異なる
実施例による軸流ファン部の断面図、図４は図３のＱ矢
視図である。図３，図４において図５，図６の従来例と
異なるのは、回転子の軸３から突出するファンボス４を
貫通して軸流ファン５の吐出側の側面４ａから、ラビリ
ンスパッキン２０側の側面４ｂに至る回転子の軸心方向
に平行な複数の通風孔４１を設けたことである。

【００１９】このような構成により、発電機の運転時、
回転子の回転による軸流ファン５の駆動により、軸流フ
ァン５から昇圧して吐出された正圧の冷却風は、通風孔
４１を通ってファン前室２３に流入し、このためファン
前室２３の圧力は正圧となる。したがって有害物を含む
空気はファン前室２３に流入せず、このため発電機内に
も流入しない。

【００２０】また、図７に示すタービン発電機におい
て、ファンボス４を貫通して前述と同様な勾配を持ち、
かつ回転方向に後向き、又は回転方向に直角な方向の通
風孔、あるいは軸心方向に平行な通風孔を設けることに
より、前述と同じ作用により発電機の運転時、ファン前
室３４は正圧になるので、軸受７の潤滑油はファン前室
３４に流入せず、したがって機内に流入しない。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば前述の構成により、ファンボスに貫通して軸流
ファンの吐出側からファン前室に至る前述の勾配、かつ
回転方向に対して後向き、又は直角方向にして設けた通
風孔を通る軸流ファンから吐出された冷却風は、遠心力
によるファン作用により昇圧されてファン前室に供給さ
れるので、ファン前室は正圧となり、したがってラビリ
ンスパッキンの回転子の軸との接触により摩耗しても有
害物を含む空気、あるいは軸受潤滑用の潤滑油がファン
前室に流入せず、したがって回転電機は軸流ファンによ
る冷却効果を減ずることなく、空気中の有害物や潤滑油
による被害を防止できる。

【００２２】また、前記通風孔をファンボスに貫通して
ファンボスの軸流ファンの吐出側の側面から、ラビリン
スパッキン側の側面に至る回転子の軸心方向に平行にし
た通風孔を設けた場合には、軸流ファンから昇圧して吐
出される正圧の冷却風がファン前室に流入し、ファン前
室の圧力は正圧になるので、前述と同じ効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による発電機の軸流ファン部の
部分断面図

【図２】図１のＰ矢視図

【図３】本発明の異なる実施例による発電機の軸流ファ
ン部の部分断面図

【図４】図３のＱ矢視図

【図５】従来の発電機の部分断面図

【図６】図５のＡ部拡大断面図

【図７】従来の異なる発電機の部分断面図

【符号の説明】

１回転子３軸４ファンボス５軸流ファン１６吸込ダクト１８内側ファンガイド１９外側ファンガイド２０ラビリンスパッキン２１エヤシールド２３ファン前室２８吸込ダクト２９内側ファンガイド３０外側ファンガイド３１エヤシールド３３ラビリンスパッキン３４ファン前室４０通風孔４１通風孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転子の軸から突出するファンボスに取付
けられ、固定子及び回転子を冷却する冷却風を送気，循
環させる軸流ファンと、回転子の軸心に向う方向から軸
心方向に曲げられ、端部が軸流ファンの外囲を囲んで回
転子の軸を囲む内側ファンガイド及びこの内側ファンガ
イドに沿って設けられ、端部が軸流ファンの吸込側のフ
ァンボスの外周面に隙間を有して囲んで回転子の軸を囲
む外側ファンガイドからなる冷却風を吸込む吸込ダクト
と、外側ファンガイドと回転子の軸との間の開口を、微
小な隙間を有して前記軸を囲むラビリンスパッキンを備
えて閉鎖するエヤシールドとを備える回転電機におい
て、ファンボスの軸流ファンの吐出側の側面からラビリ
ンスパッキン側の側面にファンボスを貫通して通風孔を
設け、この通風孔のラビリンスパッキン側の開口の回転
子の軸心からの距離を、軸流ファンの吐出側の開口の回
転子の距離より大きくし、かつ通風孔の方向を回転子の
回転方向に対して後向きにし、又は直角方向にしたこと
を特徴とする回転電機。
【請求項２】回転子の軸から突出するファンボスに取付
けられ、固定子及び回転子を冷却する冷却風を送気，循
環させる軸流ファンと、回転子の軸心に向う方向から軸
心方向に曲げられ、端部が軸流ファンの外囲を囲んで回
転子の軸を囲む内側ファンガイド及びこの内側ファンガ
イドに沿って設けられ、端部が軸流ファンの吸込側のフ
ァンボスの外周面に隙間を有して囲んで回転子の軸を囲
む外側ファンガイドからなる冷却風を吸込む吸込ダクト
と、外側ファンガイドと回転子の軸との間の開口を、微
小な隙間を有して前記軸を囲むラビリンスパッキンを備
えて閉鎖するエヤシールドとを備える回転電機におい
て、回転子の軸心方向に平行にファンボスを貫通してフ
ァンボスの軸流ファンの吐出側の側面からラビリンスパ
ッキン側の側面に至る通風孔を設けたことを特徴とする
回転電機。