JPS6035898B2 - 回転電機の冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は循環通風内冷式の回転電機の冷却装置の改良に
関する。

一般に循環通風内冷式の回転電機は密閉した回転電機の
内部に循環送風機で送風された循環空気で回転電機を冷
却し、加熱された循環空気を熱交換器で放熱冷却し再使
用している。

すなわち、循環送風機で送風された循環空気は固定子、
電機子および整流子などを冷却した後に回転電機から排
気し、この加熱された空気に少量の外気を補充して混合
した後に、空気ろ過器で除座し熱交換器で‐放熱冷却し
た後回転電機の内部に再循環する。しかして、熱交換器
に供給する冷却水は熱交換器と電機子との間に設けた温
度検出器で循環空気温度を検出し、制御器を介して制御
弁を動作して冷却水流量を変えることにより空気温度を
一定範囲に制御している。しかるに、熱交換器に供給す
る冷却水は、冷却塔により冷却された循環冷却水または
工業用水や海水などが使用されており、熱交換器の冷却
管の冷却水による汚れに対する洗浄作業は限られた保安
スべ−スのため極めて面倒であった。

また、冷却水の温度は季節的に変動することや、回転電
機の運転負荷状態による熱損失が変動することなどで循
環空気は影響をうけ、循環空気を常に一定温度範囲に制
御することは非常に困難である。また回転電機が小負荷
の場合は過冷却となり電機の各部の表面に空気中の水分
が絹露して絶縁不良等をおこし、且つ急激な負荷変動に
対して対応できないなどの欠点があった。本発明は熱交
換器の冷却水として冷凍装置で冷却する冷却装置により
低温度にした冷却水を使用して、熱交換器で冷却された
循環空気を回転電機に通した一定温度の範囲に制御する
ことによって、回転電機の急激な負荷変動に対して安定
であり、且つ信頼性および保守性の向上をはかった回転
電機の冷却装置を提供することを目的とする。

以下本発明を図面に示す一実施例について説明する。第
１図において、１は密閉した回転電機のカバー、２は固
定子、３は電機子、４は整流子、５は回転軸、６は軸受
台である。回転電機の下側には冷却装置が設置されてお
り、７は循環送風機、８は送風機の入口側に設けた空気
ろ過器、９は空気ろ過器８と送風機７と間に設けた熱交
換器、１川ま送風機７の出口と回転電機の下部べ−スと
を連結する伸縮管、１１は補給用空気の送風機、１２は
送風機１１の入口に設けた空気ろ過器である。４川ま熱
交換器９の冷却水を図示してない冷凍装置で冷却する冷
却装置、１４は冷却装置４０から熱交換器９の冷却管９
ａへ低温度の冷却水を供給する管、１５は冷却管ｇａで
温められた冷却水を冷却装置４０１こ戻す管、１９は送
風機７と回転電機との間の循環空気の通路に設けた温度
検出器、２０は温度検出器１９の測定温度が一定温度範
囲になるように管１４に設けた制御弁２１を作動する制
御器である。

送風機７が送風する空気は破線で示した矢印のように回
転電機の内部を通り固定子２、電機子３および整流子４
を冷却し、加熱された空気は空気ろ過器８で除塵され、
熱交換器９の冷却管９ａの間を通って冷却されて送風機
７に戻り循環する。

冷却管９ａを通る冷却水は冷却装置４０内の冷凍装置で
冷却されて管１４を通って給水され、管１５から冷却装
置４０へ戻されて循環している。温度検出器１９で循環
空気の給気側温度を検出し制御器２０を介して制御弁２
１を動作させ冷却水流量を制御することによって、循環
空気の給気側温度を回転電機の運転環境に最適な２０〜
３０００の範囲にあらかじめ設定した一定温度に保つこ
とが可能である。上記では固定子、電機子および整流子
の一括循環形について説明したが、整流子を分離通風形
としたものでも同様である。

第２図は熱交換器９、冷却装置４０および冷却水循環系
を示したもので第１図と同じ作用をする部分は同一符号
としたので説明を省略する。

熱交換器９は複数個を設け、各々に温度検出器１９、制
御器２０および制御弁２１を設けて循環空気温度が一定
温度範囲になるように冷却水の供給を制御をしている。
冷却装置４川こおける１３は冷煤ガスまたは冷凍機など
を用いた冷凍装置、２２は冷却水の篭熱槽であって高温
側冷却水槽２２ａと低温側冷却水槽２２ｂに仕切られて
いる。低温側冷却水槽２２ｂの冷却水はポンプ２３で送
水して管１４を通って各々の熱交換器９の冷却管９ａを
通り加熱されて管１５から高温側冷却水槽２２ａに貯蔵
される。

高温側冷却水槽２２ａの冷却水は管２４ａからポンプ１
６で管２４を通って冷凍装置１３へ送水し冷却し管２４
ａを通り低温側冷却水槽２２ｂに送られ貯蔵される。ポ
ンプ１６で送水する冷却水は管２４に設けた温度検出器
２５で温度を検出し温度が一定になるように制御器２６
を介して制御弁２７を作動し、高温側冷却水槽２２ａか
ら管２４ａを通って吸上げる冷却水に低温側冷却水槽２
２ｂから低温の冷却水を管２４ｂを通って吸上げて混合
する。制御弁２１が作動して熱交換器９に供給する冷却
水量が変化するとポンプ２３で送られる冷却水量は一定
なので剰余は管１４に設ける圧力検出器（または流量検
出器）２８で制御器２９を介して管１４と管１５とを連
結する管３１の制御弁３０を開閉制御して高温側冷却水
槽２２ａに戻す。従って熱交換器９の負荷変動により冷
却水の供給量が変化してもポンプ２３，１６および冷凍
装置１３の負荷に影響を及ぼすことはない。第３図の曲
線Ａは回転電機の循環空気温度とＢ種絶縁の許容温度上
昇とを示す曲線である。

従釆は夏季の冷却水温度は２８〜３３００程度、循環空
気給気側温度は３８〜４５ｑｏ程度であって、４０００
の場合は許容温度上昇は８０００であった。本発明によ
れば冷凍装置による冷却水の温度は５〜７℃で循環空気
給気側温度を２０〜３０００に常に維持することができ
、従って許容温度上昇は９０ｑ○となり、循環空気量の
減少による送風機や熱交換器の小形化および設備費の低
減ができる。以上の様に本発明によれば、回転電機を冷
却する循環空気を熱交換器を通し、熱交換器で加熱した
冷却水を高温側冷却水槽に貯蔵し、この冷却水を冷凍装
置で低温度にして低温側冷却水槽に貯蔵し、低温側冷却
水槽の冷却水を熱交換器の負荷変動に応じて流量を調整
して循環するようにしたので、熱交換器の冷却管が冷却
水により汚損することはなく、ほとんど洗浄作業の必要
はなくなり、腐食に対する環境が著しく改善される。

また、循環給気側温度を四季に関係なく常に回転電機に
適した一定温度範囲に制御するので、回転電機が小負荷
でも過冷却にならず電機の各部の表面の結霧を防止し、
回転電機内の空気温度は常に一定の状態なので安定した
運転を確保して、信頼性の向上並びに保守性の向上がは
かれる。また、冷却水は低温側冷却水槽と高温側冷却水
槽とに貯蔵しているので回転電機のピーク負荷を考慮し
た大きい冷凍装置を設置する必要はなく小形の冷凍装置
でよく、経済的効果が大であり、回転電機の急激な負荷
変動にも十分に対応できるなどすぐれた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転電機の冷却装置の一実施例を示す
一部断面にした構成図、第２図は第１図の姿部を示す構
成図、第３図は回転電機の循環空気温度と許容温度上昇
との関係を示す曲線図である。 １・・・・・・カバー、２・・・・・・固定子、３…・
・・回転子、４・・・・・・整流子、７・・・・・・送
風機、８・・・・・・空気ろ過器、９・・・・・・熱交
換器、１３・・・…冷凍装置、１４，１５・・・・・・
管、１６・・・・・・ポンプ、１９・…・・温度検出器
、２０・・・・・・制御器、２１・・・・・・制御弁、
２２・・・・・・蓄熱槽、２２ａ・・・・・・高温側冷
却水槽、２２ｂ・・・・・・低温側冷却水槽、２３・・
・…ポンプ、２４，３１・・・・・・管、２５…・・・
温度検出器、２８・・・・・・圧力検出器、２６，２９
・・・・・・制御器、２７，３０・・・・・・制御弁、
４０・・…・冷却装置。 第２図 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 密閉された回転電機の内部に気体を循環通風させ、
   冷却水で冷却する熱交換器によつてこの気体を放熱させ
   る循環通風内冷式の回転電機冷却装置において、低温の
   冷却水を貯蔵する低温側冷却水槽から前記熱交換器に冷
   却水を供給する装置と、前記熱交換器で加熱された冷却
   水を取出して高温側冷却水槽に送る装置と、高温側冷却
   水槽に貯蔵された冷却水を冷凍装置によつて冷却し低温
   側冷却水槽に移送する装置と、低温側冷却水槽から一定
   流量で供給される冷却水を回転電機の負荷変動に対応し
   た流量で前記熱交換器に供給し剰余を前記高温側冷却水
   槽に戻す制御装置と、前記高温側冷却水槽から冷凍装置
   に供給される冷却水に前記低温側冷却水槽中の冷却水の
   一部を混合させ前記高温側冷却水槽中の冷却水の温度に
   対応してその混合量を変化させる制御装置とを設けたこ
   とを特徴とする回転電機の冷却装置。