JPS5996847A

JPS5996847A - ガス冷却回転電機

Info

Publication number: JPS5996847A
Application number: JP20506182A
Authority: JP
Inventors: Yoshiji Gocho; 午腸　義嗣
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-11-22
Filing date: 1982-11-22
Publication date: 1984-06-04

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】〔発明の技術分野〕本発明は、ガス冷却回転電機に係シ、特に回転子と固定
子の間のエアーギャップに仕切シ（バックル）を設けた
形式のガス冷却回転電機に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、ガス冷却回転電機の一例として回転子と固定子の
エアーギャップから界磁巻線の冷却用として内部回転子
通路を通じて循環させるような構造のものがある。この
回転電機では、回転子に沿ってエアーギャップよシ冷却
ガスを強性的に給排するよう々回転子表面形状とし、給
気域と排気域を設け、界磁巻線の冷却穴に連通し給気域
より排気域に冷却ガスを誘導している。

一方、固定子側においては、固定子鉄心の冷却ダクトを
同様に給気域と排気域とに区分けし回転子側と合致させ
ている。しかし、このような回転電機によると、回転子
排気孔よシ放出された高温ガスは回転子の回転エネルギ
ーによシ渦をつくシ全部固定子鉄心ダクトにて排気され
ず、エアーギャップに沿って一部が回転子給気孔に再流
入する現象が発生し、それによって冷却効果が低下する
ことが実験よシ明らかになった。これは回転子よシ放出
されたガスは、回転子の回転エネルギーを得て高速で固
定子鉄心内面に衝突しエアーギャップ内の圧力分布をみ
だし、一部が固定子給気域よシ高圧となシ、再び給気域
に流入していくためである。

この回転子冷却通路を通過したガスの一部がエアーギャ
ップに沿って回転子給気孔に再循環するのを防止するた
めに、固定子鉄心給気域よシェアーギャップに沿って軸
方向に流れ排気域に行く冷却ガスの流れは妨げないよう
に回転子と固定子の間のエアーギャップにバッフルを設
けたものが、例えば特公昭５０−２１６４１号で開示さ
れ公知である。

第１図はこの概略構成を示すものでこれは以下のように
構成されている。すなわち、固定子鉄心１内に、エアー
ギャップ２を介して回転子３が軸受（図示せず）によシ
回転可能に支承されておシ、これら全体は固定子ケーシ
ング４にて覆われている。固定子鉄心１は、その軸方向
に沿ってそれぞれ離隔して多数の半径方向の冷却ダクト
５を有し、ケイ素薄鋼板を積み重ねて構成され、この軸
方向に有するスロｙトに固定子巻線６が組込まれている
。冷却ダクト５は軸方向に数個づつの給気ダク）５ａと
排気ダクト５ｂに区分けされておシ、その境いの固定子
ケーシングイと固定子鉄心１の外周部の間に板状および
断面コ字状の複数個の隔板７が配設されている。一方、
冷却ガスは回転子３の軸両端に配設したファン８によっ
て固定子ケーシング４と熱交換器９とを通じて循環され
る。

回転子の冷却はひしゃく状の吸込孔１０を通じてエアー
ギャップ２からガスを取入れ吐出孔１１を通じてこれを
エアーギャップ２へ帰すことによって行う。回転子の吸
込孔１０は流入ガス例えば水素ガスを搬送する一組の固
定子の冷却ダクト５の給気ダクト５ａ群に整合され、吐
出孔１１は同様に固定子の冷却ダクト５の排気ダクト５
ｂ群に読合され、それぞれ給気域と排気域を構成してお
シその境にはノ々ツフル１２が組込まれている。

第２図は第１図の断面図でエアーギツプ２の固定子側に
組込まれたバックル１２は半径方向に突出し、固定子内
周の上部３００度だけで回転子３を固定子内に滑シ込ま
ずために下部の６０°は開放部１３としている。ところ
が、ノクッフル１２は開放部１３を形成した不完全なも
のであるため、その開放部１３によシ高温ガスが再循環
し、これによシ冷却効果が低下するという欠点を有する
。

〔発明の目的〕

本発明は回転子と固定子との間に形成されているエアー
ギャップに、開口部を有するバッフルを設けたものの欠
点である高温ガスの再循環を防止でき、冷却効果の高い
ガス冷却回転電機を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明はエアーギャップの固定子内周に設ける仕切装置
を、回転子挿入用のυ０放部を有する固定側バッフルと
、この開放部を開閉可能にする可動側バックルとで構成
することによシ上Ｒ己目的を達成するものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明について図面を参照して説明するが、前述し
た従来装置とは仕切装置をのぞき同一構成であるので、
ここでは仕切装置のみを説明する。各仕切装置２０は、
いずれも同一構成で固定側バッフル２１、可動側ノ々ツ
フル２２、ラック２３、ピニオン２４から構成されてい
る。

固定側バッフル２１は断面矩形状のダクトが円環状に形
成されこのうち全周の１／６長さ部分だけ切欠され、全
体としてほぼＣ字状であってこの切欠き部（第１図の開
放部１３に相当）２５の両側関口端部に連接する内周面
、外周面にそれぞれ切込み部２６が形成され、かつ内側
面に周方向に沿ってガイド溝２７が形成されている。

可動側バッフル２２は前記固定側ノ々ツフル２１の両端
開口部からそれぞれ内部に挿入抜去可能な２つの半円状
リング２２に、２２Ｂからなシ、この半円状リング２２
Ａ、２２Ｂの一端側（固定例パ、フルに挿入される側）
の周方向の一部に肉薄部２２Ｃ，２２Ｄが形成され、前
記固定側バッフル２１のガイド溝２７に対応する位置に
突状のガイド２８が周設されている。半円状リング２２
にの他端部にピン２９が設けられ、また半円状リング２
２Ｂの他端部にビン挿入穴３０が形成され、半円状リン
グ２２Ａと２２Ｂを突き合せたとき互に嵌合されるよう
にガっている。さらに半円状リング２２に、２２Ｂの他
端側に固定側バッフル２１の切込み部２６にはまったり
、固定側バッフル２１の切欠き部２５を閉塞する肉厚部
が形成され、この肉厚部は前記固定側バッフル２１の内
径と外径の差と等しくなっている。

前記可動側バッフル２２に、２２Ｂの肉薄部に沿ってそ
れぞれラック２４．２４が形成され、前記固定側バッフ
ル２１内には前記ラック２４と噛合可能にビニオン２３
がそれぞれ枢支されている。

こめような構成の仕切装置２０は第１図のバッフル１２
の設けられている位置にそれぞれ配設し、各仕切装置２
０は例えば支持具３２と一体ステータ楔３３を固定子鉄
心１の軸方向スロット３４に打込むことによシ固定され
る。

各仕切装置２０のビニオン２３は連結口、ド３５にそれ
ぞれされ、連結ロッド３５の一端部にはプラグ３６が取
付けられ、このプラグ３６には、゛固定子鉄心１・の軸
方向端部から操作／％ンドル３７が着脱可能になってい
る。

このように構成され・ているものにおいて、第１図に示
す回転子３を固定子鉄心１内に挿入する際には、操作ハ
ンドル３７を連結ロッド３５のプラグ３６に装着して操
作ノ・ンドル３２を回転させて例えば第３図の可動側バ
ッフル２２Ａを時計方向に移動させ、肉厚部を固定側ノ
々ッフル２１の切込み部２６にはめる。このようにする
ことによシ、各仕切装置２０の下部の固定側バッフル２
１の切欠き部２５に可動側バッフル２２の端部が各々何
ら存在しないので、この切欠き部２５に回転子３を滑シ
込せせながら回転子３を固定子鉄心１内に挿入すること
ができる。

そして回転子３を固定子ケーシング４内の所定位置にセ
ットして回転子３の組立を完了する。

回転子３を組立後再び操作ハンドル３７を連結ロッド３
５のプラグ３６に装着して操作ハンドル３７を廻してビ
ニオン２３を回転させて例えば可動側バッフル２２ｋを
第３図のように固定側バッフル２１から突出させ、同様
にして可動側バッフル２２Ｂを固定側バッフル２１から
突出させ、固定側バッフル２ノの切欠き部２５を塞ぐ。

このようにすることにょシ各仕切装置２０の切欠き部２
５が塞がれる。このため、従来装置では円周上の仕切率
が８０％であったものが、１００％となシ、第１図の回
転子３がらの高エネルギー渦の形の多量の高温ガスが排
気域から給気域へ戻シ、高温ガスが再循環されることは
ない。

一方、第１図のエアーギャップ２のうち、固定子鉄心１
内周面のみ適度に仕切られることから、全体の通風抵抗
がそれｔ！ど上昇することなく、むしろ固定子の給気域
よシ排気域への流れのエアーギャップ２での流速を上げ
私、極的に流し、さらに回転子３のガスの再循環を防止
でき、これと同時に回転子３への冷却ガスの流入量を増
加させることができ、これによシ冷却効果を向上させる
ことができる。また可動側バッフル２２に、２２Ｂの端
部にそれぞれピン２９とピン挿入穴３０が形成されてい
るので、可動側バッフル２２Ａ、２２Ｂの端部を突き合
せたとき、ピン２９がビン挿入穴３０にはめられるので
、軸方向の横振れに対して十分な剛性をもたすことがで
きる。

なお、本発明は以上述べた実施例に限らず以下のように
変形して実施できる。例えば可動側バッフルは固定側バ
ッフルの内側でなく外側あるいは外側と内側の両方にス
ライド可能に構成してもよい。また２組の可動側バッフ
ルで切欠き部を開閉せず、１組の可動側バッフルで行う
ようにしてもよい。その他本発明の要旨を変更しない範
囲で種々変形して実施できる。

の間に形成されているエアーギャップに、開口部を有す
るバッフルを設けそものの欠点である高温ガスの再循環
を防止でき、冷却効果の高いガス冷却回転電機を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス冷却回転電機の一例の上半部を示す
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿って切断し矢印
方向に見た断面図、第３図は本発明のガス冷却回転電機
の一実施例の仕切装置の側面図、第４図は同実施例の正
面図、第５図は同実施例の連結ロッドとプラグの斜視図
、第６図は同実施例のラックとビニオンの一部を示す断
面図、第７図は第６図の■−■線に沿って切断し矢印方
向に見た断面図、第８図および第９図はそれぞれ第３図
の■−■７１４、ＩＸ−ＩＸ線に沿って切断し矢印方向
に見た断面図である。１・・・固定子鉄心、２・・・エアーギャップ、３・・
・回転子、４・・・固定子ケーシング、５・・・冷却ダ
クト（固定子ダクト）、５ａ・・・給気ダクト、５ｂ・
・・排気ダクト、６・・・固定子巻線、７・・・隔板、
８・・・ファン、９・・・熱交換器、１０・・・吸込孔
、１ノ・・・吐出孔、１２・・・バッフル、２０・・・
仕切装置、２１・・・固定側バッフル、２２．２２Ａ、
２２Ｂ・・・可動側バッフル、２３・・・ビニオン、２
４・・・ラック、２５・・・切欠き部、２６・・・切込
み部、２７・・・ガイド溝、２８・・・ガイド、２９−
・・ピン、３゜・・・ピン挿入穴、３２・・・支持具、
３３・・・ステータ楔、３４・・・軸方向スロット、３
５・・・連結ロッド、３６・・・プラグ、３７・・・操
作ノ蔦ンドル。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦オ６図］ ■ オフ図３才８図才９図

Claims

【特許請求の範囲】

固定子鉄心内にエアーギャップを介して回転子を挿入し
、全体を固定子枠で覆い、前記固定子鉄心と回転子の冷
却ダクトを給気域と排気域とでそれぞれ軸方向に整合し
て複数個配置し、内部に冷却ガスを循環させて全体を冷
却し、前記給気域と排気域の間に円形リングの一部が切
欠かれ前記回転子を前記固定子鉄心内周に挿入時すベシ
こませるだめの切欠き部が形成されたバッフルを固定子
鉄心内周側に固定したガス冷却回転電機において、前記
バッフルの切欠き部に別の可動側バッフルを開閉可能に
設け、前記可動側バッフルを軸方向端部から開閉操作可
能にしたガス冷却回転電機。