JPH0871347A - 異物除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外被の内側を流れて外被に囲まれた部材を冷却
する，空気等の気体冷却媒体中の異物を除去する装置と
して、通風抵抗の小さい装置構成を提供する。 【構成】表面に接着剤が塗布される板状，筒状あるいは
柱状等の部材２，４，５が、気体冷却媒体の流れを乱
し、あるいは流れの方向を変えるように配された装置と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば発電機や電動
機のブラケットの内側を流れて固定子や回転子を冷却す
る空気のように、外被の内側を流れて外被に囲まれた部
材を冷却する気体冷却媒体中の異物を除去する異物除去
装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】気体冷却媒体中の異物は，発電機や電動
機の電機子巻線等、高電圧課電部に付着しやすく、これ
が電機子巻線に付着すると電機子巻線のメグを低下さ
せ、あるいは電機子巻線表面にコロナを発生させて巻線
の絶縁を損傷させ，あるいは、異物の種類によっては電
機子巻線の絶縁を劣化させる。このため、空気等の気体
冷却媒体流路中に高電圧が課電される電気絶縁部材を有
する機械では気体冷却媒体中の異物を除去する装置を装
備することが一般に行われている。気体冷却媒体中の異
物を除去する装置として、従来、例えば竪軸型同期発電
機に用いられている空気濾過器が知られている。空気濾
過器には、用いるフィルタを金属製としたものと、綿布
や毛布などの繊維質のものとしたものとがある。金属製
のフィルタを用いる空気濾過器は、例えば、鋼材で作っ
た枠に金網を張り付け、その中にフィルタとして、薄銅
板製の多数の指輪大の環を乱入したものである（銅環の
代りに鉄屑を用いるものもある）。これを粘着力の大き
い，不乾製の機械油、例えばスピンドル油に浸し、よく
油を垂らして冷却空気の吸込み口に装備すると、空気中
に浮遊する粉塵，煤煙，鉄粉，コンクリート粉等が油に
付着し、清浄な空気が機械に入る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように、
フィルタを用いる従来の異物除去装置では、空気中の異
物を９５〜９８％除去できる能力を有する反面、通風抵
抗が大きく、機械の効率が低下するという問題があっ
た。また、通風抵抗を小さくしようとすると装置が大形
化するという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、小形で通風抵抗が小さ
く、かつ異物除去率が従来のものと同等以上を期待でき
る異物除去装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、異物除去装置を、表面に接着剤
が塗布される板状，筒状あるいは柱状等の部材が、通過
する気体冷却媒体の流れを乱し、あるいは流れの方向を
変えるように配された装置とする。ここで表面に接着剤
が塗布される板状，筒状あるいは柱状等の部材は、装置
の設置位置あるいは構造により、材質を請求項２または
３に記載のごとく、粘性と弾性とを併せもつ粘弾性体、
あるいは実質的に粘性をもたない剛性固体として使い分
けるようにするとよい。

【０００６】さらに、装置として、請求項４に記載のご
とく、通過する気体冷却媒体の流れを乱し、あるいは流
れの方向を変えるように配される板状，筒状あるいは柱
状等の部材が被冷却部材に固定される場合には被冷却部
材に着脱可能に固定されるものとすれば極めて好適であ
る。

【０００７】

【作用】この発明は、異物が気体冷却媒体中にあって媒
体と同速度で移動していても、異物の粒子１個１個の質
量が媒体分子と比べてはるかに大きいことから、冷却媒
体の流れに急激な変化を生じさせると、この変化に追随
できず、例えば流れの変化が方向の変化である場合に
は、それまでの移動方向を維持して進行をつづけ、流れ
の変化が層流から乱流への変化であれば、乱流を構成す
る渦を冷却媒体分子とともに形成しようとしても遠心力
で外方へ逸脱するようになることに着目したものであ
る。従って、請求項１記載のように、接着剤が表面に塗
布された板状，筒状あるいは柱状等の部材で冷媒の流れ
の方向を変え、あるいは流れを乱すようにすると、異物
を効率よく捕集することができる。しかも、この方法で
異物を捕集する場合には、冷媒の流速を落とす必要がな
く、異物除去装置は冷媒の流路断面積を変えない，簡
易，小形なもので目的を果たすことができる。

【０００８】そして、上記構造原理による異物除去装置
を機械内部の通風経路内に設けるような場合には、接着
剤を塗布する板状，筒状あるいは柱状等の部材の材質
を、請求項２に記載のように、粘性と弾性とを併せもつ
材料、例えばゴム（合成ゴム、スポンジゴム、天然ゴム
等）、アスファルト、あるいは複合材料等の粘弾性体と
すると、粘弾性体は容易に変形させることができるの
で、板状部材では両面に、筒状、柱状部材では周面なら
びに端面に接着剤を塗布し、接着剤が塗布された接着面
を通風経路構成部材表面に接着することにより位置を強
固に固定することができ、接着剤塗布部材が固定される
範囲の通風経路構成部材を異物除去装置の固定フレーム
として装置を簡易に構成することができる。

【０００９】また異物除去装置を機械の冷却媒体吸込み
口に設けるような場合には、接着剤を塗布する板状，筒
状あるいは柱状等の部材の材質を、請求項３に記載のよ
うに、実質的に粘性をもたない材料、例えば鋼、セラミ
ックス等の無機絶縁材あるいは熱硬化性樹脂等の有機絶
縁材、アルミ等の非鉄金属等の剛性固体とすると、異物
除去装置を単独の装置として構成することが容易に可能
になり、装置単体として機械の冷却媒体吸込み口等への
装備が容易になる。もちろん、機械内部の通風経路中で
もスペースが許せば、この装置を用いることにより、機
械内部への異物除去装置の装備が容易になる。

【００１０】また、通風経路構成部材の表面が平坦な場
合には、材質が粘弾性体からなるものだけでなく、剛性
固体からなる部材でも、これを接着剤で表面に接着して
異物除去装置を構成することができる。しかし、通風経
路構成部材の表面が平坦でない場合には、粘弾性体部材
では変形が容易なことから接着は問題なく可能である
が、剛性固体部材では接着によって部材を接着部に強固
に保持することは困難である。この場合には、ねじ等を
用いて固定するようにして請求項４に記載のごとく着脱
可能とし、新品との交換を可能にすれば、取り外した部
材は接着剤を溶剤で除去して繰返し使用可能とすること
ができる。また、粘弾性体，剛性固体の別に関係なく、
これらを接着剤で固定する場合には、接着面に不乾性の
接着剤を用いてへら等で剥離できるようにして着脱可能
とすれば、部材の繰返し使用が可能になる。

【００１１】

【実施例】図１ないし図３に機械の冷却媒体吸込み口に
設ける異物除去装置の実施例を示す。図１はその第１の
実施例であり、冷却媒体の流れの方向変化と乱れとを生
じさせる構成の一例を示す。方形の枠１に、剛性固体か
らなり片面に接着剤が塗布された平板状の部材２，３，
４を取り付けて流路断面方形の冷媒チャンネルを構成す
るとともに、冷媒の流れに垂直方向に、両面に接着剤が
塗布された平板状の部材５を枠１に接着，固定したもの
である。もちろん、これら剛性固体部材２，４，５の代
りに粘弾性体部材を用いて装置を構成することも可能で
ある。

【００１２】異物除去装置をこのように構成すると、冷
媒が部材５に当たって方向を変えられ、また部材５の下
流側表面近傍に渦を形成する。冷媒中に含まれる異物の
粒子は冷媒分子より質量がはるかに大きいため、その移
動慣性と、冷媒分子とともに渦を形成しようとするとき
の遠心力とで部材５，４，２の接着剤塗布面に効率よく
捕集される。

【００１３】図２は機械の冷却媒体吸込み口に設ける異
物除去装置構成の第２の実施例を示す。この装置は、外
周面に接着材を塗布した、粘弾性体あるいは剛性固体か
らなる内筒６と、周面の軸対称２個所に方形の冷媒導入
口８，冷媒導出口９とを備え内周面に接着剤を塗布し
た、粘弾性体あるいは剛性固体からなる外筒７とを同軸
に配置して構成されている。冷却導入口８から装置内に
入った冷媒は矢印のように方向を変えながら冷媒導出口
９流出する。このとき、冷媒中の異物の粒子は冷媒流の
方向変化に追随できずに内筒６の外周面、あるいは外筒
７の内周面に捕獲される。なお、内筒６の下流側表面近
傍には渦が形成されるので、内筒６の下流側表面にも異
物が捕集され、清浄になった冷媒が冷媒導出口９から流
出する。

【００１４】図３は図２に示した実施例の変形例を示
す。断面菱形の内筒１０と，断面山形の外壁板１１とを
用いて平面流を形成するようにしたもので、流れ方向の
変化が図２のものと比べて急激であり、異物の粒子は、
外壁板１１の山近傍内周面に多く捕集され、また、内筒
１０の冷媒導入口１２近傍にも捕集れれる。また、内筒
１０の山より下流側表面近傍には渦が形成されるので、
内筒１０の下流側表面にも異物が捕集される。

【００１５】図１，２および３のように構成される異物
除去装置は、機械の冷媒吸込み口側に図４のように配備
される。図において１４はフィルタであり、ここで比較
的粗大な綿状や昆虫等の異物が除去される。１５は本発
明による異物除去装置であって、フィルタ１４を通過し
た微粉状の異物がここで捕集され、清浄な冷却用空気が
電気機械１６に導入され、内部を清浄な冷却用空気が冷
却して電気機械の外被から外部へ流出する。異物除去を
図４の構成により行うことにより、通風抵抗を増すこと
なく異物をほとんど完全に除去することができる。

【００１６】図５は、本発明による異物除去装置を機械
内部の通風経路の途中に設ける場合の異物除去装置設置
位置に関する第１の実施例を示す。この実施例は、いわ
ゆる閉鎖通風空気循環式冷却方式がとられる機械を対象
としたもので、機械本体を構成している回転体が軸方向
に気流を発生させ、この気流が通る通風経路が機内→機
外→機内と循環するとともに、機外の通風経路中に冷却
装置が置かれる場合の異物除去装置の設置位置例を示
す。

【００１７】図６は図５と同様、異物除去装置を機械の
通風経路の途中に設ける場合の異物除去装置設置位置に
関する第２の実施例を示す。この実施例は、機械本体の
回転体が軸方向気流を発生させ、冷媒が機械の外被内部
を軸方向に環流する場合の異物除去装置の設置位置例を
示す。この場合には、冷却装置は、通常、外被内で機械
の軸方向端部に設けられる。

【００１８】図７は、図６に設置位置を示した異物除去
装置構成の一実施例を示す。装置は、天井板２０，床板
２１および側壁板２２と、天井板２０，床板２１にそれ
ぞれ固定されて板面に垂直にのびる柱状部材２３とを用
いて構成されている。柱状部材２３には全表面に接着剤
が塗布される。同図（ｂ）に矢印で示したように、冷媒
の流れが柱状部材２３に衝突しては方向を変え、かつ柱
状部材２３の下流側表面近傍に渦を形成するので、冷媒
中の異物が効率よく柱状部材２３表面に捕捉される。な
お、本実施例では、天井板２０の下面，床板２１の上面
にも接着剤を塗布しているが、これは柱状部材２３のみ
への接着剤塗布は作業面で困難を伴うことによる。

【００１９】なお、図５，図６に設置位置を示した異物
除去装置は、水素冷却発電機あるいは調相機等のよう
に、冷媒として洗浄な水素を用いる機械の場合にも、点
検時には内部を開放するので、外部の塵埃の付着は免れ
ないが、これらの塵埃も、水素の流速を落とすことなく
機械内部を十分に冷却しながら効率的に除去することが
できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明においては、外被の内側を流れて
外被に囲まれた部材を冷却する，空気等の気体冷却媒体
中の異物を除去する装置を以上のように構成したので、
以下に記載する効果がえられる。請求項１記載の構成に
よる異物除去装置では、異物の粒子が気体冷却媒体分子
よりはるかに大きい質量をもつこと、またそのために気
体冷却媒体の流れの急激な変化に追随できないことを異
物除去に利用しているので、冷却媒体の流速を落とすこ
となく効率的に異物を捕集することができ、小形でも通
風抵抗の小さい，かつ異物除去効果の高い装置とするこ
とができる。

【００２１】請求項２記載の装置では、接着剤を塗布す
る部材の材質に粘弾性体を用いるので、部材を容易に変
形させることができ、部材の固定を接着剤を用いて容易
に行うことができるため、被冷却体の構成部材を装置の
固定フレームとして異物除去装置を簡易に構成すること
ができる。請求項３記載の装置では、接着剤を塗布する
部材の材質に剛性固体を用いるので、被冷却体の構成部
材を利用することなく単独に装置を構成することが容易
に可能になり、被冷却体への異物除去装置の装備が容易
になる。

【００２２】請求項４記載の装置では、接着剤を塗布す
る板状，筒状あるいは柱状等の部材を被冷却部材の表面
に固定する場合、これを着脱可能に固定するものとした
ので、異物を補集した部材と新しい部材との交換が容易
になり、かつ取り外した部材は溶剤を用いて異物を除去
することにより繰返し使用が可能となるため、異物除去
装置の再構成が容易となり、かつ部材の使用寿命が長く
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による異物除去装置構成の実施例とし
て、機械の気体冷却媒体吸込み口に設ける異物除去装置
構成の第１の実施例を示すもので、（ａ）は側面断面
図、（ｂ）は要部拡大図

【図２】図１に示した第１の実施例につづく第２の実施
例を示す側面断面図

【図３】図２に示した第２の実施例の変形例を示す側面
断面図

【図４】図１，図２あるいは図３に実施例あるいは変形
例を示したごとき異物除去装置を用いる異物除去系の構
成例を示す機能ブロック図

【図５】異物除去装置を機械内部の通風経路の途中に設
ける場合の異物除去装置設置位置に関する第１の実施例
を示す説明図

【図６】異物除去装置を機械内部の通風経路の途中に設
ける場合の異物除去装置設置位置に関する第２の実施例
を示す説明図

【図７】図６に設置位置を示した異物除去装置構成の一
実施例を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図

【符号の説明】

１ 枠 ２ 部材（板状の） ４ 部材（板状の） ５ 部材（板状の） ６ 内筒（筒状の部材） ７ 外筒（筒状の部材） 10 内筒（筒状の部材） 11 外壁板（板状の部材） 15 異物除去装置 16 電気機械 17 異物除去装置 18 異物除去装置 23 柱状部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外被の内側を流れて外被に囲まれた部材を
   冷却する，空気等の気体冷却媒体中の異物を除去する装
   置であって、表面に接着剤が塗布される板状，筒状ある
   いは柱状等の部材が、通過する気体冷却媒体の流れを乱
   し、あるいは流れの方向を変えるように配されてなるこ
   とを特徴とする異物除去装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、表面に接着
   剤が塗布される板状，筒状あるいは柱状等の部材は、粘
   性と弾性とを併せもつ粘弾性体からなることを特徴とす
   る異物除去装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の装置において、表面に接着
   剤が塗布される板状，筒状あるいは柱状等の部材は、実
   質的に粘性をもたない剛性固体からなることを特徴とす
   る異物除去装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の装置において、通過する気
   体冷却媒体の流れを乱し、あるいは流れの方向を変える
   ように配される板状，筒状あるいは柱状等の部材が被冷
   却部材に固定される場合には、被冷却部材に着脱可能に
   固定されることを特徴とする異物除去装置。