JPH01190233A - 回転電機 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はタービン発電機等の巻線の冷却及び効率の改善
に関する。

（従来の技術） 従来の回転電機例えばタービン発電機の要部断面図であ
る第５図により説明する。

第５図において、固定子に納められた固定子鉄心２の端
部には空隙バッフル機構１ａが設けられており回転子３
と固定鉄心２の間のリング状の空隙ｌＯの面積が縮少さ
れている。

この結果冷却気体は固定子鉄心２の背部に設けられた固
定子背部風導７を通り発電機中央部に流れる量が多くな
り、特に固定子巻線８の中で温度上昇の大きい発電機中
央部に位置する固定子巻線中央部９の冷却性能を高める
ようにしている。

（発明が解決しよう°とする課題） 鉄心端に設置された空隙バッフル機構１ａは固定子巻線
の温度低減という機能を有するものであるが、全体の通
風系の中で通風面積を縮小させることになるため通風抵
抗の増加に伴う通風損失の増大により発電機損失を増大
させる要因となっていた。

この通風に起因する通風損失は一般に固定損失と呼ばれ
ており従来構造においては負荷に関係なく一定のもので
あった。したがって部分負荷すなわち低負荷運転時にお
いては発電機損失のうち上記の通風損失の占める相対的
比率が高まり、発電機効率が著しく低下するという問題
があった。

このような問題を解決するため本発明は運転負荷状態に
応じて通風損失を調節できる、すなわち低負荷運転時に
おける通風損失を低減することができる空隙バッフル機
構を備えた回転電機を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の回転電機は、固定子鉄
心端部に設置される空隙バッフル機構が温度変化により
形状が変化する部材を用いて成る構成とする。

（作用） 鉄心端部の洩れ磁束の増大により空隙バッフル機構の部
材の温度が上昇し形状が変化し、鉄心端部の空隙の面積
すなわち通風面積を狭くして固定子巻線中央部の冷却性
能を高めるように空隙バッフル機構が作用する。

逆に運転負荷が減少すると鉄心端部の洩れ磁束わち通風
面積を広げるように空隙バッフル機構が作用する。この
ため機内の通風抵抗は小さくなる。

（実施例） 本発明の一実施例について第１図から第４図を用いて説
明する。

第１図はタービン発電機の構造を示す断面図であり、固
定子鉄心２の端部には空隙バッフルＭ＆枯１が設置され
ている。

空隙バッフル機構１は第２図に示すように固定子鉄心２
と回転子３との間の空隙１０内に設置されるバッフル板
５とバッフル板５を取り付けるための支持部６と支持部
６に塵合された熱伝導の良好な材料からなる締結部４と
から成り、締結部４にてボルト等により固定子鉄心２の
端部に取り付けられている。

支持部６の材料は温度変化により形状が変化する材料、
例えばバイメタル等が使用されている。

また空隙ノイッフル機構１は円周上に分割された形で固
定子鉄心２の端部に取り付けられており、支持部６の形
状変化に伴ないバッフル板５が互いに動き空隙１０内の
位置が変化しても互いに接触することのない様空隙１０
の周囲に分割して配置されている。

以下に本実施例の作用を説明する０発電機が低負荷で運
転されている場合には、空隙バッフル機構１の締結部４
とバッフル板５を連結している支持部６に作用する洩れ
磁束の影響が小さくなるため、支持部６の温度上昇は小
さく支持部６の形状は屈曲した形となる。この結果バッ
フル板５は空隙１０の面積すなわち通風面積を広げるよ
うに動くしたがって第３図に示すように固定子巻線の温
度分布は不均一となり発電機の固定子巻線中央部９の温
度は高くなるが固定子巻線に流れる電流は少ないため固
定子巻線の温度上昇の平均レベルは低いため温度上昇を
制限値内に抑えることができる。

この時の機内の通風抵抗は小さくなるので通風損失は低
減される。

次に発電機が高負荷で運転されている場合には空隙バッ
フル機構１の支持部６に作用する洩れ磁束の影響が大き
くなるため支持部６の温度は上昇し支持部６は直線に近
づくように変形する。この結果バッフル板５は鉄心端に
おける空隙１０の面積を狭めるように動く、従って第４
図に示すように固定子巻線の温度上昇の平均値は高くな
るが固定子巻線の温度分布は均一に近くなり温度上昇を
制限値内に抑えることができる。

この時の機内の通風抵抗は大きくなるので通風損失は低
負荷運転時に°比べて増加するが、最高運転負荷時の通
風損失を従来と同讐或いはそれ以下にするように空隙バ
ッフル機構１のバッフル板５をあらかじめ設定しておく
ことにより従来より通風損失が大きくなることはない。

以上述べたように本実施例によれば低負荷運転時の通風
損失が低減されることから低負荷運転時における発電機
の効率の低下を防止でき低負荷から高負荷にわたり高効
率を維持できる発電機を提供することができる。

尚、本実施例ではバッフル板５を取り付ける支持部６に
温度変化により形状が変化する材料を用いているが支持
部６に限らず空隙バッフル機構１を構成する他の部材に
温度変化により形状が変化する材料を用いるようにして
も上記実施例と同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば運転負荷の低減に伴なって通風損失が低
減されるので、特に部分負荷すなわち低負荷運転時の効
率が従来に比べて大巾に改善され、低負荷運転から高負
荷運転にわたり高効率を維持して運転できる回転電機を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る空隙バッフル機構を備
えた回転電機の構造を示す断面図、第２図は本発明の一
実施例に係る空隙バッフル機構の構成を示す斜視図、第
３図及び第４図は第１図の空隙バッフル機構が作用した
ときの固定子巻線温度上昇の一例を示す図、第５図は従
来の回転電機の構造を示す断面図である。 １・・・空隙バッフル機構　　２・・・固定子鉄心３・
・・回転子　　　　　４・・・締結部５・・・バッフル
板　　　６・・・支持部７・・・固定子背部風導　８・
・・固定子巻線９・・・固定子巻線中央部　　１０・・
・空隙代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固定子鉄心の端部に空隙の面積を狭め前記固定子鉄
   心内の固定子巻線中央部を冷却する冷却気体の量を増加
   させる空隙バッフル機構を設置した回転電機において、
   前記空隙バッフル機構は温度変化により形状が変化する
   部材を用いて成ることを特徴とする回転電機。 ２、空隙バッフル機構は運転負荷が大きい時は空隙の面
   積が小さく、運転負荷が小さい時は空隙の面積が大きく
   なるように変形することを特徴とする回転電機。 ３、部材がバイメタルにより形成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の回転電機。