JPH0429304B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロータ外周面にスロツトを軸方向に多
数設け、これらのスロツト内の下部と上部にコイ
ルと複数個のウエツジをそれぞれ挿入し、これら
のウエツジによりコイルをスロツト内に固定して
なるタービン発電機ロータに関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種ロータは第１図ないし第３図に示
すように、軸１と一体に形成されたロータ鉄心部
２にスロツト３を軸方向に多数設け、これらのス
ロツト３内の下部にコイル４を挿入すると共に、
このコイル４上にスペーサ６を介して複数個のウ
エツジ５Ａが位置するようにスロツト３内の上部
に挿入した構造からなり、前記ウエツジ５Ａによ
りコイル４がロータの回転による遠心力によつて
スロツト３内から脱出するのを防止している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記ウエツジ５Ａは種々の形状に形成される
が、一般には第２，３図に示すようなタブテール
形に形成されており、その他にＴ字形、クリスマ
スツリー形などの形状のものが用いられる。これ
らのウエツジ５Ａはスロツト３内に複数個挿入さ
れているので、ウエツジ５Ａとスロツト３３との
接触面７′には、相隣るウエツジ５Ａの端面同志
の接する接触端部８が必ずできる。この接触端部
８には、遠心力による面圧が集中するばかりでな
く、第４図に示すようにロータ鉄心部２が自重ま
たは曲げ振動により、曲率ｒで曲つて回転してい
る時のスロツト（ロータ鉄心部２）とウエツジ５
Ａとの間に相対すべり±δが発生する。このた
め、前記接触端部８のロータ鉄心２側にすべり方
向に大きな引張、圧縮応力が集中するから、この
部分にフレツテイング損傷を生じ、疲労亀裂が発
生しやすくなる欠点があつた。

第４図において、ロータの半径をr₀、ウエツジ
５Ａの長さをｌとすると、ロータ鉄心２は上点Ａ
および下点Ｂに至るとき、ウエツジ端部に相当す
る位置でδ（＝１／２r₀／６ｌ）だけ伸縮するが、ウエ ツジ５Ａは長手方向に分断されているから伸縮し
ない。したがつて、ロータの一回転ごとにウエツ
ジ５Ａとロータ鉄心２との接触端部８で相対すべ
り2δ（＝r₀／ｒｌ）を発生する。

上記のように接触端部８では面圧が集中してお
り、一般に面圧の高い接触面が相対すべりを伴う
と、フレツテイング損傷により疲労強度が大幅に
低下することは周知であつて強度上問題である。
前記ロータ鉄心２とウエツジ５Ａの接触面７′上
の面圧分布は第５図に示すとおりであり、この図
から接触端部８で面圧が急激に上昇していること
が明らかである。その高面圧端が相対すべりをす
れば、第６図に示すようにロータ鉄心２側の接触
端８には、ウエツジ５Ａの相対すべりが起るごと
に大きな引張または圧縮応力の集中することがわ
かる。また前記接触面圧とフレツテイング疲労強
度との関係は第７図に示すとおりで、この図から
接触面圧はフレツテイング疲労強度に大いに影響
を及ぼし、接触面圧がある程度低下すると、疲労
強度の低下は急激に減少して強度の向上すること
がわかる。

実開昭57−27838号には、胴部溝間の回転子歯
部にこれを軸方向に区切るスリツトを設けて、回
転子歯部と楔の間の熱膨張の違いによつて接触面
に生ずる軸方向応力を緩和する技術が開示されて
いる。しかし、この技術においては、回転子歯部
と楔の間の接触面圧集中については、配慮されて
いなかつた。

また、特開昭57−135647号公報には、楔と回転
子との接触面積を小さくして、相対すべり量を低
減させた技術が開示されているが、この場合は、
接触面積を小さくすることにより、接触面圧は、
かえつて高くなるという問題があつた。

本発明は上記にかんがみ、ロータ鉄心のスロツ
ト内に挿入された相隣るウエツジ端部とスロツト
との接触面における面圧集中を緩和し、ロータの
曲げたわみによるフレツテイング損傷の発生を防
止して、疲労強度の高いタービン発電機ロータを
提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段〕 本発明は上記目的を達成するために、ロータ外
周面にスロツトを軸方向に多数設け、これらのス
ロツト内の下部にコイルを、上部に軸方向に互い
に隣りあう複数個のウエツジをそれぞれ挿入して
なるタービン発電機ロータにおいて、前記ウエツ
ジと接触するスロツト面の、相隣るウエツジの軸
方向の端面相互間に形成される〓間に面する位置
に、少なくとも運転中にロータのたわみにより発
生するウエツジの軸方向の端面相互間の最大〓間
よりも大きい幅の開口部を前記ウエツジの〓間に
対面させた溝が、前間〓間が前記スロツト面と交
わつてなす交線に沿つて形成されていることと、
前記位置は、前記ウエツジの軸方向端面が運転中
にロータのたわみとウエツジのたわみの差によつ
て前記スロツト面に対して相対的に移動しても該
端面が前記溝の開口部内にとどまる位置であるこ
ととを特徴とする。

〔発明の作用と実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。

第８図に示す実施例は、ロータ鉄心２に設けた
スロツト３頭部の接触面７Ｂのウエツジ端面部９
に接する部分に応力緩和用の溝１３を設け、ウエ
ツジとスロツト３（ロータ鉄心２）との相対すべ
りによる接触端部のすべり方向の引張・圧縮応力
の集中を防止したものである。上記溝１３の部分
におけるウエツジとスロツト（ロータ鉄心２）と
の接触状態は第９図に示すとおりであつて、この
図からウエツジ５とロータ鉄心２との接触端部８
は溝１３の両端の２個所に分かれていることがわ
かる。

上記実施例では、相隣るウエツジ５の両端面９
は密着状態にあるが、第１０図のように相隣るウ
エツジ５の両端面９が距離Δlだけ離れている場
合には、溝１３′の幅をΔlに比べて十分長くすれ
ばよい。

第１１図は実施例（第８図）のスロツト（ロー
タ鉄心２）とウエツジ５との接触端部の面圧分布
を示したものである。この図よりウエツジ５とロ
ータ鉄心２との接触端（溝１３の両端）８におけ
る面圧集中は従来例と同様に著大であるが、この
接触端８は溝１３を設けたことにより、第１２図
に示すようなウエツジ５とロータ鉄心２との間の
相対すべりに対して可なり柔かく追従できるよう
になる。したがつて、従来のようにつめを立てる
ような働きはなくなるので、引張または圧縮応力
が特に集中する恐れをなくして疲労強度の高いロ
ータをうることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ロータ鉄
心に設けたスロツト内に挿入された相隣るウエツ
ジ端部とスロツトとの接触面における面圧集中を
緩和し、ロータの曲げたわみによるフレツテイン
グ損傷の発生を防止して、疲労強度を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のタービン発電機ロータの部分断
面図、第２図は第１図の一部切開側面図、第３図
は第２図のスロツトとウエツジの組立状態を示す
斜視図、第４図はロータの変形状況の正面図、第
５図および第６図は従来のウエツジを用いた場合
の接触端部の断面とその面圧分布を示す図および
同接触端部の引張・圧縮応力分布図、第７図は従
来例の接触面圧とフレツテイング疲労強度の関係
を示す図、第８図は本発明に係わる実施例のスロ
ツト部の斜視図、第９図および第１０図は第８図
のＸ−Ｘ断面図および同変形断面図、第１１図お
よび第１２図は第８図に示す実施例のスロツトと
ウエツジ接触端部の面圧分布および同接触部の引
張・圧縮応力分布をそれぞれ示す図である。 ２……ロータ鉄心、３……スロツト、５……ウ
エツジ、７Ｂ……接触面、９……ウエツジ端面、
１３……溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロータ外周面にスロツトを軸方向に多数設
   け、これらのスロツト内の下部にコイルを、上部
   に軸方向に互いに隣りあう複数個のウエツジをそ
   れぞれ挿入してなるタービン発電機ロータにおい
   て、前記ウエツジと接触するスロツト面の、相隣
   るウエツジの軸方向の端面相互間に形成される〓
   間に面する位置に、少なくとも運転中にロータの
   たわみにより発生するウエツジの軸方向の端面相
   互間の最大〓間よりも大きい幅の開口部を前記ウ
   エツジの〓間に対面させた溝が、前記〓間が前記
   スロツト面と交わつてなす交線に沿つて形成され
   ていることと、前記位置は、前記ウエツジの軸方
   向端面が運転中にロータのたわみとウエツジのた
   わみの差によつて前記スロツト面に対して相対的
   に移動しても該端面が前記溝の開口部内にとどま
   る位置であることとを特徴とするタービン発電機
   ロータ。