JPS60190134A - 液体冷却固定子巻線 - Google Patents
液体冷却固定子巻線Info
- Publication number
- JPS60190134A JPS60190134A JP4397084A JP4397084A JPS60190134A JP S60190134 A JPS60190134 A JP S60190134A JP 4397084 A JP4397084 A JP 4397084A JP 4397084 A JP4397084 A JP 4397084A JP S60190134 A JPS60190134 A JP S60190134A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outlet
- connecting tube
- cooling water
- liquid
- cooling
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/22—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors consisting of hollow conductors
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。
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〕
本発明は回転電機の固定子コイルを効率良く冷却する液
体冷却固定子巻線に関する。
体冷却固定子巻線に関する。
回転電機の単機容量の増大に伴ない、固定子巻線用固定
子コイルの電流が大きくなり１発生するコイル損失によ
る温度上昇を抑えるため、固定子コイル内に冷却媒体を
供給する直接冷却方式がとられている。特に大容量のタ
ービン発電機は熱交換効率の良い純水が冷媒として採用
されている。
子コイルの電流が大きくなり１発生するコイル損失によ
る温度上昇を抑えるため、固定子コイル内に冷却媒体を
供給する直接冷却方式がとられている。特に大容量のタ
ービン発電機は熱交換効率の良い純水が冷媒として採用
されている。
このような発電機の固定子巻線に純水を供給する系統を
第１図に示す。
第１図に示す。
冷却水タンク（１）に貯えられた冷却水は、冷却水ポン
プ（２）により加圧され、一部はクーラ（３）に流れて
温度調整弁（４）により一定水温に保たれる。
プ（２）により加圧され、一部はクーラ（３）に流れて
温度調整弁（４）により一定水温に保たれる。
その後冷却水はフィルタ（５）を通り、ある一定の量が
流量調整弁（６）を経てイオン交換装置（７）に流れ、
純水処理されて冷却水タンク（１）に戻される。
流量調整弁（６）を経てイオン交換装置（７）に流れ、
純水処理されて冷却水タンク（１）に戻される。
残りの冷却水は流量調整弁（８）を経て発電機（９）に
送られ、固定子コイルを冷却した後、冷却水タング（１
）へ回収される。
送られ、固定子コイルを冷却した後、冷却水タング（１
）へ回収される。
発電機内部での固定子コイル冷却水の流れは第２図に示
すように次の２つの経路がある。第１の経路（Ａ）は、
冷却水は発電機内部の入口側ヘッダ（１０）から第１の
入口側絶縁接続管（１１）、および第１の入口側接続管
（１２）により上コイル（１３）に供給され、上コイル
（１３）を冷却した後、コイル接続管（１４）を経て下
コイル（１５）に入り、下コイル（１５）を冷却した後
、第１の出口側接続管（１６）、および第１の出口側絶
縁接続管（１７）により出口側ヘッダ（１８）に集めら
れる経路（Ａ）である。
すように次の２つの経路がある。第１の経路（Ａ）は、
冷却水は発電機内部の入口側ヘッダ（１０）から第１の
入口側絶縁接続管（１１）、および第１の入口側接続管
（１２）により上コイル（１３）に供給され、上コイル
（１３）を冷却した後、コイル接続管（１４）を経て下
コイル（１５）に入り、下コイル（１５）を冷却した後
、第１の出口側接続管（１６）、および第１の出口側絶
縁接続管（１７）により出口側ヘッダ（１８）に集めら
れる経路（Ａ）である。
第２の経路（Ｂ）は固定子コイル端と外部端子（図示せ
ず）とを電気的に接続するための接続導体（１９）を冷
却水が通る場合の経路である。つまり冷却水は、入口側
ヘッダ（１０）からの第２の入口側絶縁接続管（２０）
、および第２の入口側接続管（２１）を経て、上コイル
（２２）を流れた後、接続導体（１９）を冷却して下コ
イル（２３）を通り、第２の出口側接続管（２４）、お
よび第２の出口側絶縁接続管（２５）を経て、出口側ヘ
ッダ（１８）へ集められる経路（Ｂ）である。
ず）とを電気的に接続するための接続導体（１９）を冷
却水が通る場合の経路である。つまり冷却水は、入口側
ヘッダ（１０）からの第２の入口側絶縁接続管（２０）
、および第２の入口側接続管（２１）を経て、上コイル
（２２）を流れた後、接続導体（１９）を冷却して下コ
イル（２３）を通り、第２の出口側接続管（２４）、お
よび第２の出口側絶縁接続管（２５）を経て、出口側ヘ
ッダ（１８）へ集められる経路（Ｂ）である。
さて、ここで第１の経路（Ａ）と第２の経路（Ｂ）にお
いて冷却水による冷却特性を比較すると、第２の経路（
Ｂ）は第１の経路（Ａ）よりほぼ接続導体（１９）の分
だけ通水抵抗が大きい。両経路共、入口側ヘッダ（１０
）と出口側ヘッダ（１８）との間で同一圧力差に保たれ
ているため、第２の経路（Ｂ）は第１の経路（Ａ）より
冷却水量が少ない。また第２の経路（Ｂ）を流れる冷却
水は接続導体（１９）に発生する熱も奪う。さて、冷却
水の温度上昇は冷却経路の発生熱量に比例して、冷却水
流量に反比例する。すなわち冷却水が接続導体（１９）
を通る第２の経路（Ｂ）は接続導体（］９）を通らない
第１の径路（Ａ）より冷却水流量が少ない上に、接続導
体（１９）に発生する熱をも奪うので、第２の出口側絶
縁接続管（２５）の位置の温度ＴＢは第１の出口側絶縁
接続管（１７）の位置の温度ＴＡより高くなっていた。
いて冷却水による冷却特性を比較すると、第２の経路（
Ｂ）は第１の経路（Ａ）よりほぼ接続導体（１９）の分
だけ通水抵抗が大きい。両経路共、入口側ヘッダ（１０
）と出口側ヘッダ（１８）との間で同一圧力差に保たれ
ているため、第２の経路（Ｂ）は第１の経路（Ａ）より
冷却水量が少ない。また第２の経路（Ｂ）を流れる冷却
水は接続導体（１９）に発生する熱も奪う。さて、冷却
水の温度上昇は冷却経路の発生熱量に比例して、冷却水
流量に反比例する。すなわち冷却水が接続導体（１９）
を通る第２の経路（Ｂ）は接続導体（］９）を通らない
第１の径路（Ａ）より冷却水流量が少ない上に、接続導
体（１９）に発生する熱をも奪うので、第２の出口側絶
縁接続管（２５）の位置の温度ＴＢは第１の出口側絶縁
接続管（１７）の位置の温度ＴＡより高くなっていた。
冷却水の温度は高くとも沸騰点、あ、るいは規格に定め
られる値以下に保つ必要がある。それで従来、固定子巻
線の冷却系統はＴ８が沸騰点あるいは規格値以下になる
ように設計されてきた。しかし、その結果箱１の経路（
Ａ）の出口側の冷却水温度ＴＡは、第２の経路（Ｂ）の
出口側冷却水の温度ＴＥより５〜６℃程度も低く抑えら
れていることになり１通常第２の経路（Ｂ）の６倍以上
の数を有する第１の経路（Ａ）には不必要に多量の冷却
水が流されていた。これに伴ない、固定子巻線全冷却水
量が多くなり、冷却水タンク（１）、フィルタ（５）お
よびイオン交換装置（７）の容量が大きくなっていた。
られる値以下に保つ必要がある。それで従来、固定子巻
線の冷却系統はＴ８が沸騰点あるいは規格値以下になる
ように設計されてきた。しかし、その結果箱１の経路（
Ａ）の出口側の冷却水温度ＴＡは、第２の経路（Ｂ）の
出口側冷却水の温度ＴＥより５〜６℃程度も低く抑えら
れていることになり１通常第２の経路（Ｂ）の６倍以上
の数を有する第１の経路（Ａ）には不必要に多量の冷却
水が流されていた。これに伴ない、固定子巻線全冷却水
量が多くなり、冷却水タンク（１）、フィルタ（５）お
よびイオン交換装置（７）の容量が大きくなっていた。
本発明は効率の良い冷却系統を有する液体冷却固定子巻
線を提供することを目的とするものである。
線を提供することを目的とするものである。
本発明においては、コイル内部に冷却液体を流す液体冷
却固定子巻線において、外部端子と接続する接続導体に
も冷却液体を流すコイルの冷却液体経路よりも、前記接
続導体を有しないコイルの冷却液体経路を絞って冷却液
体流量を少なくする絞り部を有することにより、各コイ
ルの冷却流体の出口温度を一様化し、総冷却液体流量を
低減し、冷却液体循環系統の小形化を可能にするもので
ある。
却固定子巻線において、外部端子と接続する接続導体に
も冷却液体を流すコイルの冷却液体経路よりも、前記接
続導体を有しないコイルの冷却液体経路を絞って冷却液
体流量を少なくする絞り部を有することにより、各コイ
ルの冷却流体の出口温度を一様化し、総冷却液体流量を
低減し、冷却液体循環系統の小形化を可能にするもので
ある。
以下第３図を参照して本発明の一実施例を説明する。尚
、冷却装置の系統図は第１図の通りであるから、これも
参照されたい。そして第２図と同一部分には同一符号を
付して説明を省略する。
、冷却装置の系統図は第１図の通りであるから、これも
参照されたい。そして第２図と同一部分には同一符号を
付して説明を省略する。
この実施例においては、第１の入口側絶縁接続管（１１
）、第１の入口側接続管（１２）、第１の出口側接続管
（１６）、第１の出口側絶縁接続管（１７）を絞り部と
してその内径を、第２の入口側絶縁接続管（２０）、第
２の入口側接続管（２１）、出口側接続管（２４）、第
２の出口側絶縁接続管（２５）の内径より細くしたもの
である。（２６） 、 （２７）および（２８） 、（
２９）は絞り部側に合せたヘッダー側の日出部および接
続部材であり、（３０） 、 （３１）および（３２）
、（３３）は絞らない側に合せたヘッダー側の口出部お
よび接続部材である。
）、第１の入口側接続管（１２）、第１の出口側接続管
（１６）、第１の出口側絶縁接続管（１７）を絞り部と
してその内径を、第２の入口側絶縁接続管（２０）、第
２の入口側接続管（２１）、出口側接続管（２４）、第
２の出口側絶縁接続管（２５）の内径より細くしたもの
である。（２６） 、 （２７）および（２８） 、（
２９）は絞り部側に合せたヘッダー側の日出部および接
続部材であり、（３０） 、 （３１）および（３２）
、（３３）は絞らない側に合せたヘッダー側の口出部お
よび接続部材である。
次に作用について説明する。
第１の経路（Ａ）の冷却水流量は第２の経路（Ｂ）の冷
却水流量より、少なくなり、その結果、固定子巻線の各
コイル（数１０本あるものとする）の出口側絶縁接続管
（１７） 、 （２５）の並んでいる順に１番から順に
番号をつけたサーモカップル（図示せず）を取付けて、
冷却水の温度上昇を測定すると、第４図に示す曲線ａお
よびｂが得られた。即ち、従来ａの曲線であったのが、
ｂの曲線のように従来の最高点を越えることなく均一化
され、全冷却水流量は低減される。また、入口側ヘッダ
（１ｏ）と出口側ヘッダ（１８）との間の圧力差を若干
上げることにより、従来の全冷却水量を超えることなく
均一化された温度自体をＣのように下げることも可能と
なる。
却水流量より、少なくなり、その結果、固定子巻線の各
コイル（数１０本あるものとする）の出口側絶縁接続管
（１７） 、 （２５）の並んでいる順に１番から順に
番号をつけたサーモカップル（図示せず）を取付けて、
冷却水の温度上昇を測定すると、第４図に示す曲線ａお
よびｂが得られた。即ち、従来ａの曲線であったのが、
ｂの曲線のように従来の最高点を越えることなく均一化
され、全冷却水流量は低減される。また、入口側ヘッダ
（１ｏ）と出口側ヘッダ（１８）との間の圧力差を若干
上げることにより、従来の全冷却水量を超えることなく
均一化された温度自体をＣのように下げることも可能と
なる。
」−記説明した第１の経路（Ａ）の一部の内径のみを第
２の経路（８）の内径より細くした場合も本発明に含ま
れることは明白である。他の実施例として第２図におけ
るコイル接続管（１４）での通水抵抗が、接続導体（１
９）での通水抵抗より大きくなるようにコイル接続管（
１４）の内径を選定して冷却水流量の調整を行なうこと
も本発明の要旨から容易に推察される。又、冷却液体は
水でなくてもよいことは勿論である。
２の経路（８）の内径より細くした場合も本発明に含ま
れることは明白である。他の実施例として第２図におけ
るコイル接続管（１４）での通水抵抗が、接続導体（１
９）での通水抵抗より大きくなるようにコイル接続管（
１４）の内径を選定して冷却水流量の調整を行なうこと
も本発明の要旨から容易に推察される。又、冷却液体は
水でなくてもよいことは勿論である。
第５図は他の実施例を示す。これは、冷却水が人口側ヘ
ッダ（１ｏ）から第１の入口側絶縁接続管（１１）を通
り、入口側分岐接続管（３４）の細い入口側接続管（３
５） 、 （３６）により上コイル（１３）および下コ
イル（１５）に分配され、両コイル（１３） 、 （１
，５）を冷却した後、細い出口側接続Ｖ （３７） 、
（３８）を通って出口側分岐接続管（３９）と集めら
れ、第１の出口側絶縁接続管（１７）を経て出口側ヘッ
ダ（１８）に集められる第１の経路（Δ）と、冷却水が
入口側ヘッダ（１０）から第２の入口側絶縁接続管（２
０）を通り、大部分は接続導体（Ｊ９）に送られ、一部
の冷却水は細い入口側接続管（４１）を通り」下コイル
（２２）を流れて細い出口側接続管（４２）へ出され、
前記接続導体（Ｉ９）を冷却した冷却水は太い入１」側
接続管（４３）を通り下コイル（２３）を流れて太い出
口側接続管（４４）へ出され、分岐接続管（４５）に集
められ、第２の出口側絶縁接続管（２５）を経て出口側
ヘッダ（１８）に集められる第２の経路（Ｂ）を有する
通水方式である。
ッダ（１ｏ）から第１の入口側絶縁接続管（１１）を通
り、入口側分岐接続管（３４）の細い入口側接続管（３
５） 、 （３６）により上コイル（１３）および下コ
イル（１５）に分配され、両コイル（１３） 、 （１
，５）を冷却した後、細い出口側接続Ｖ （３７） 、
（３８）を通って出口側分岐接続管（３９）と集めら
れ、第１の出口側絶縁接続管（１７）を経て出口側ヘッ
ダ（１８）に集められる第１の経路（Δ）と、冷却水が
入口側ヘッダ（１０）から第２の入口側絶縁接続管（２
０）を通り、大部分は接続導体（Ｊ９）に送られ、一部
の冷却水は細い入口側接続管（４１）を通り」下コイル
（２２）を流れて細い出口側接続管（４２）へ出され、
前記接続導体（Ｉ９）を冷却した冷却水は太い入１」側
接続管（４３）を通り下コイル（２３）を流れて太い出
口側接続管（４４）へ出され、分岐接続管（４５）に集
められ、第２の出口側絶縁接続管（２５）を経て出口側
ヘッダ（１８）に集められる第２の経路（Ｂ）を有する
通水方式である。
このような通水方式に対しては、細い接続管（３５）
、 （３６） 、 （３７） 、 （３８） 、 （４
１）、 （４２）の内径を、冷却水が接続導体（１９）
を通る経路の太い接続管（４３）。
、 （３６） 、 （３７） 、 （３８） 、 （４
１）、 （４２）の内径を、冷却水が接続導体（１９）
を通る経路の太い接続管（４３）。
（４４）の内径より細くすることにより、冷却水流量の
調整ができる。
調整ができる。
ここで従来方式のままで、固定子コイル（２３）のみ、
通水断面を増し、通水抵抗を低減することも考えられる
が、逆に、導電断面積が減少し、一般にコイル（２３）
での抵抗損が増加するし、全コイルのうち、数本しかな
いコイル（２３）を特別設計することは不経済であるか
ら上記各実施例の方が有利である。
通水断面を増し、通水抵抗を低減することも考えられる
が、逆に、導電断面積が減少し、一般にコイル（２３）
での抵抗損が増加するし、全コイルのうち、数本しかな
いコイル（２３）を特別設計することは不経済であるか
ら上記各実施例の方が有利である。
以上説明したように、入口側ヘッダと出口側ヘッダとの
間の接続導体を通らない通液経路に冷却液体流量を絞っ
て調整する絞り部を設けることにより、冷却液体出口の
温度を一様化し、その結果総冷却液体流量を低減するこ
とができたので、冷却液体タンク、フィルタおよびイオ
ン交換装置等の容量を小さくすることが可能となり、ま
た回転電機に冷却液体を供給する配管の径も細くするこ
とが可能で小形化された冷却液体循環系統を有する液体
冷却固定子巻線を提供できる。
間の接続導体を通らない通液経路に冷却液体流量を絞っ
て調整する絞り部を設けることにより、冷却液体出口の
温度を一様化し、その結果総冷却液体流量を低減するこ
とができたので、冷却液体タンク、フィルタおよびイオ
ン交換装置等の容量を小さくすることが可能となり、ま
た回転電機に冷却液体を供給する配管の径も細くするこ
とが可能で小形化された冷却液体循環系統を有する液体
冷却固定子巻線を提供できる。
第１図は一般の液体冷却固定子巻線の冷却液体循環系統
を示す管系図、第２図は従来の液体冷却固定子巻線の冷
却液体の経路を示す管系図、第３図は本発明の液体冷却
固定子巻線の一実施例の冷却液体の経路を示す管系図、
第４図は第３図の固定子巻線の各コイル出口の冷却液体
温度を示す曲線図、第５図は本発明の他の実施例を示す
管系図である。 Ａ・・・第１の経路 Ｂ・・・第２の経路１０・・・入
口側ヘッダ１８・・・出口側ヘッダ１９・・・接続導体
１３．２２・・上コイル１５、２３・・・下コイル １１．１７，２０．２５・・冷却液体経路部分である絶
縁接続管 １２．１４，１６，２１，２４，３５，３６，３７．３
ｇ、／Ｈ，，４２，４３，４４・・・冷却液体経路部分
である接続管 代理人 弁理士 井 上 −男 第 １ 図 第 ３ 図 ０ 烟 鴨蒙Ａ瞠
を示す管系図、第２図は従来の液体冷却固定子巻線の冷
却液体の経路を示す管系図、第３図は本発明の液体冷却
固定子巻線の一実施例の冷却液体の経路を示す管系図、
第４図は第３図の固定子巻線の各コイル出口の冷却液体
温度を示す曲線図、第５図は本発明の他の実施例を示す
管系図である。 Ａ・・・第１の経路 Ｂ・・・第２の経路１０・・・入
口側ヘッダ１８・・・出口側ヘッダ１９・・・接続導体
１３．２２・・上コイル１５、２３・・・下コイル １１．１７，２０．２５・・冷却液体経路部分である絶
縁接続管 １２．１４，１６，２１，２４，３５，３６，３７．３
ｇ、／Ｈ，，４２，４３，４４・・・冷却液体経路部分
である接続管 代理人 弁理士 井 上 −男 第 １ 図 第 ３ 図 ０ 烟 鴨蒙Ａ瞠
Claims (1)
- コイル内部に冷却液体を流す液体冷却固定子巻線におい
て、外部端子と接続する接続導体にも冷却液体を流すコ
イルの冷却液体経路よりも、前記接続導体を有しないコ
イルの冷却液体経路を絞って冷却液体流量を少なくする
絞り部を有することを特徴とする液体冷却固定子巻線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4397084A JPS60190134A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 液体冷却固定子巻線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4397084A JPS60190134A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 液体冷却固定子巻線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60190134A true JPS60190134A (ja) | 1985-09-27 |
Family
ID=12678562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4397084A Pending JPS60190134A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 液体冷却固定子巻線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60190134A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03270656A (ja) * | 1990-03-19 | 1991-12-02 | Toshiba Corp | 回転電機の固定子巻線 |
| JPH055914U (ja) * | 1991-07-08 | 1993-01-29 | 利春 高橋 | ワンタツチ取付型換気口 |
| CN105099083A (zh) * | 2015-09-22 | 2015-11-25 | 哈尔滨理工大学 | 一种汽轮发电机定子绕组双向交替水内冷的冷却系统 |
| US9712011B2 (en) | 2010-10-18 | 2017-07-18 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | Electric machine with modular stator coils and cooling tubes |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS471604B1 (ja) * | 1968-12-06 | 1972-01-17 |
-
1984
- 1984-03-09 JP JP4397084A patent/JPS60190134A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS471604B1 (ja) * | 1968-12-06 | 1972-01-17 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH055914U (ja) * | 1991-07-08 | 1993-01-29 | 利春 高橋 | ワンタツチ取付型換気口 |
| JP2530132Y2 (ja) * | 1991-07-08 | 1997-03-26 | 利春 高橋 | ワンタッチ取付型換気口 |
| US9712011B2 (en) | 2010-10-18 | 2017-07-18 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | Electric machine with modular stator coils and cooling tubes |
| CN105099083A (zh) * | 2015-09-22 | 2015-11-25 | 哈尔滨理工大学 | 一种汽轮发电机定子绕组双向交替水内冷的冷却系统 |
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