JPS60501885A - 高速発電機回転子油通路空気排出装置 - 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】 高速発電機回転子油通路空気排出装置 技術分野 本発明は、回転電気機械に関するものであり、更に詳細には、液体冷却される回 転子及び液体冷却剤の中に伴われている空気を排出するための空気排出通路を有 している回転電気機械に関するものである。

背景技術 例えば、発電機のような種々の回転電気機械の容量を最大とするために、巻線の ような種々の構成部材に対して液体冷却を与えることは、望ましいことである。

多くの場合に、冷却を必要とする回転子巻線を有している回転電気機械の場合に は、しばしば、油である冷却剤が、空気のようなガスが全然伴われていないこと は、捷れであるという事実及び冷却剤通路が回・転子の回転軸心から変位されて いるという事実の覗点から生ずる。

その結果、機械の運転の間に、一層相な油が、回転子の回転軸心から間隔を置か れている高い遠心力の場の中に集り、一方、より密でない空気が、回転子の回転 軸心を包囲している低遠心力の領域内に集まる傾向となる。

冷却剤は、典型的には、回転子の中に、回転子の回転軸心と同軸心に置かれてい る回転継手の中に導入されるので、回転軸心の上に置かれている空気の泡が、軸 心から変位されている冷却剤通路の４正な流れを妨害し、又は、停止させ、巻線 の過熱という望ましくない結果を生じさせる。

本発明は、上述の問題の一つ又は、それ以上を克服することを意図しているもの である。

発明の開示 冷却剤の冷却剤通路への流れを妨害するかも知れない回転子の回転軸心の上に空 気の泡が形成されることを防止するために、独特の空気排出口を設けられた回転 電気機械におけるｈｒＭｉで且つ改良された液体冷却回転子を得ることが、本発 明の主な目的である。

本発明の一実施例は、し・１定子を含んでおり、固定子に相対的に回転軸心の回 りに回転するように訓示さｒｔた回転子を有している。−気巻線が、回転子ｒこ よって支持されている。回転子は、また１、７１１体入口及びそれから間隔を置 かれた液体出口をも含んでいる。冷却液体の流れ通路を含んでいる手段が、入口 と出口とを相互に連結するように回転子の中に置かれており、この冷却液体の流 れ経路は、巻餓の少なくとも一部分を回転軸心から変位されて、巻線と熱交換関 係にある。ガス排出通路が回転子の中に竹かれており、回転子の回転軸心の上の 液体流れ通路を相互に連結しており、これにより、回転子に集まる頗向を有して いる何らかの空気の泡を排出する。

高度に推奨される実施例においては、排出通路は、液体の実質的な流れを防止す るような寸法とされ、これにより、排出通路を通る望ましくない冷却剤の流れ５ による液体の流れ通路をう回することを防止する。

本発明は、入口が、その中にフィルタを排列されている室と、室のための一般的 に放射方向に置かれている入口ポート及び出口ボートとを含んでおり、出口」ｉ −トは、ガス排出通路と液体流れ通路との両方につな０がっている。

本発明の他の目的及び利点は、以下の添附図面に基づく説明から、明らかになζ 〕ものと情じられろ。

図面の簡単な説明 図は、本発明によって作られた回転電気機械、特に、５高速間期発電機の回転子 を、その構成部材のあるものをやや略図風に示した１１．Ｉ′ｉ面図である。

図には、本発明によって作らｆｔた回転、托気幀械の一実施例が、高速交流光Ｆ Ｅ機の形で示されている１、シかｏしながら、本発明は、ガスを伴っているかも 知れない液体冷却剤によって冷却する回転子か使用されている他の形式の回転電 気機械にも、有効に使用さｎることのできることを理解されたい。この回転電気 機械は、一般的に符号ｌθによって示された固定子電機子を含（メ、でいるが、 これは、鋼磁極／コと、巻線／ｑとを有しており、また、回転子と、固定子との 間にエアギャップ／Ａを有している。ハウジング部材−〇の上に取付けられ且つ ｉｇｒｔｃよって示されたような軸受が、一般的にλコの符号を付けられた回転 子を、回転子の軸心の回りを回転するように、エアギャップ／Ａの内部において 固定子ｌθに関して相対的に回転するように軸承するのに役立っている。

図示された機械の特別な形態においては、交流発電機は、いわゆる、ブラシ無し の形式のものであり、図示されるように、回転子ココの端部から、端部まで延び ている巻線コケを含んでいる。これらの巻線−りは、磁界を発生するために直流 を受け、また、磁界は、順番に、回転子２２が回転すると回転し、固定子ｌθの 巻憩／’ｌの中に電流を透導する。

回転子コ２は、一般的に、２Ａの符号を付けられている流体入口を一端部の上に 、また、一般的にＪｆの符号を付けられている流体・出口を反対端部の上に、そ れぞれ、含んでいる。流体系統は、若しも、板体冷却剤を出ロコｇから入口２６ へ再循環することが希望されるならば、ポンプ３０と、空気と油との分離器３２ とを含んでいる。冷却剤を冷却するための熱交換器（図示されていない）が、使 用されても良い。

入口２乙は、回転子２ｑの内部に室３弘を含んでいる。遠心フィルタ３ｔが、室 ３ｑの放射方向外方部分の中に配置されている。一般的に放射方向に延びている 出口ボート３１ｒが、室３４４と、ポンプ３０に連結された管’ＩＱの出口端部 とを、回転継手を含んでいる手段によって相互に連結している。

ポート３ｇの軸方向内方において、室、３’ｌｕ、放射方向内方において、出口 ボートグーの中において、中心に穴をあけられた板ｇｏへ開放しており、また、 板４ｔｙの中の開口は、回転子ココの回転軸心と同軸となっている。

放射方向の通路’ＩＡが、回転軸心から一般的に放射方向外方に延びており、液 体が、巻線コケの端部の巻祿と熱交換関係で流れ、回転子ココに沿って反対の端 部の巻線まで軸方向に延びている通路４ｔｌ：を通って流れ、この端部の巻線に おいて冷却剤は、回転子ＪＪの回転軸心の回りに同軸心である中心室ＳＯに流れ る。

万リフイス５２を含んでいる流れ通路が、＝Ｓθを出口２ざに相互に連結してい る。

前述のように、通常は油である冷却剤と、その中に伴われている、通常は空気で あるガスとの間の密度の差が、−屠畜な油が、機械の運転の間における遠心力に より、流れ通路の放射方向外方部分に移動させるが、空気は、回転子ココの運動 の間、回転子２コの回転細心の上に集まる傾向となる。図を見ると直ちに分かる ように１若しも、空気の泡が十分に大きくなるならば、この泡は、巻線２ｑへの 液体冷却剤の流れ及び冷却剤通路ｌＩｔを妨害することのあることは、理解され るとｆＡ＋ ころである。このことが生ずることを防止するために、空気排出通路ｔ＋が、回 転子２二の回転軸心に沿って回転子２コを軸方向に貫いて延びている。この空気 排出通路タダは、入ロコ乙と、特に、回転子２コの回転軸心の上の通路１６の放 射方向に内方の範囲において流体連通している入口Ｓ６を有している。同様に、 空気排出通路タダは、室りＯへの出口５ｇを投ゆられており、また、回転子、２ ２の回転軸心の上に置かれている。この構造の結果、入口コ６における入って来 る冷却剤の圧力が、何らかの形成される空気の泡を、空気排出通路ｔｐへの入口 ５乙の中に駆動させ、また、それに沿って室りθの中に出し、そこから出口２ｇ を経て除去されるようにする。同時に、入って来る液体冷却剤は、遠心力及び密 度の差のために、室３ルの中の何らかの空気を、放射方向内方へ、回転軸心の万 に不動し、穴あき板１ＩＩＩを貫いて通路ｔＩＡの中にこぼれ、それから、冷却 剤のための通路ｔｔｇを通って流れ、希望される冷却作用を行う。

排出通路５グを経て冷却剤通路１ＩＩｒへ何らかう回することを防止するために 、通路３ｔは、流れ通路ｑ’ｇの横断面寸法の、はんの数分のｌである横断面積 を有しているだけである。

普通の場合には、流体の全体の流れの内、約１０％が、伴われている空気で壱る 。月並みな圧約可能な流体の流れの計算式を使用することにより、空気排出通路 ３１の横断面積が決定される。一般的には、頓断面積は、循環されつつある流体 の中に含まれているガスの最大の予想される量を常に輸送することができるよう に選ばれるべきである。

前述のことから、本発明により作られた回転電気機械は、回転電気機械の中の構 成部材を、回転子を通る冷却剤の流れによって冷却しようと企てられる時に、従 来出会わされる困難を解消することのできることを理解されたい。この独特の構 造は、冷却剤の中の小さな染粒子は、適当にろ過され、冷却剤通路の終局的な詰 ブリを防止することを確実にし、しかも、巻線の過熱を防止するために、空気の 適当な排出を確実にする。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１項）昭和６１９年３月１・２ 日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ　８４１００７７４ ２、発明の名称 高速発電機回転子油通路空気排出装置 ３、特許出願人 住　所　アメリカ合衆国、イリノイ州１．／／ｌ！、ロック７オード、ピー・オ ー・ボックス７００３．ハリソン・アベニューｌＩ７．５７名称すンドストラン ドΦコーポレーション４、代理人〒１００ 住　所　東京都千代田区丸の内二丁目１番／号丸の内ビルディング　ダ階 〔電話＜、２ｉｂ＞ｓざ／／（代表）〕氏　名　（３７ｇり）弁理士　曽　我　 道　照５、補正書の提出年月日 請求の範囲 ３　（訂正）前記入口が、室と、前記室内に配置さフィルタと、前記室のための 一般的に放射方向に１れている入口ボート及び出口ポートとを含んでい。

求の範囲第７項記載の回転電気機械。

ｌＡ（削除） 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　回転電気機械において 固定子と 回転軸心の回シに固定子に関して回転するように軸承されてｉる回転子と 前記回転子によって支持された電気巻線と前記回転子の上の流体入口と 前記流体入口から間隔を置かれている前記回転子の上の流体出口と 前記回転子の中に、前記流体入口と流体出口とを相互に連結し、前記巻蘇の少な くとも一部分を前記回転軸心から変位されて前記巻線と熱交換関係にある冷却液 体流れ通路を含んでいる手段と前記流体入口と流体出口とを相互に連結し且つ実 質的に前記回転軸心の上に置かれている前記回転子の中のガス排出通路と から成立っていることを特徴とする回転電気機械。 コ　前記空気排出通路が、液体の本質的な流れを阻止し、これによシ、前記液体 流れ通路をう回することを防止するような寸法にされるようにする請求の範囲第 １項記載の回転電気機械。 ３　前記入口が、室と、前記室内に配置されたフィルタと、前記室のための一般 的に放射方向に置かれた入口ボート及び出口ポートとを含んでいる請求の範囲第 １項記載の回転電気機械。 ダ　回転電気機械において 固定子と 回転軸心の回りに固定子に関して回転するように軸承されている回転子と 前記回転子によって支持されている電気巻線と前記電気巻線と熱交換関係にある と共に前記回転軸心から変位されて−る回転子の中の液体冷却剤の流れ通路を形 成する手段と 前記液体流れ通路と流体連通していると共に実質的に前記回転軸心の上に置かれ ている前記回転子の中のガス排出口と から成立っていることを特徴とする回転電気機械っぷ　回転電気機械において 固定子と 回転軸心の回シに固定子に関して回転するように軸承されている回転子と 前記回転子により支持されている電気巻線と前記電気巻線と熱交換関係にあると 共に前記回転前心から変位されている前記１回転子の中の冷却液体流れ通路を形 成する手段と 前記液体流れ通路と流体連通していると共に前記回転軸心の上に本質的に置かれ 、その横断面積が前記液体流れ通路の横断面積の数分のｌであり、これによシ、 それを通る液体の実質的な流れを阻止するようにしている前記回転子の中のガス 排出口と（１０） から成立っていることを特徴とする回転電気機械、ム　前記液体流れ通路及び前 記排出通路が前記回転軸心の上に本質的に排列されている継手によって相互に流 体連通されている請求の範囲第５項記載の回転眠気機械。 ２　回転電気機械において 固定子と 回転軸心の回シに固定子に１関して回転するように軸承されている回転子と 前記回転子の上の電気巻線と 前記回転子の上の流体入口と 前記流体入口から間隔を置かれている前記回転子の上の流体出口と 前記回転子の中の前記流体入口と流体用［」とを相互に連結し、前記電気巻線の 少なくとも一部分を前記回転軸心から変位されて前記電気巻線に関して熱交換係 にある冷゛却液体流れ通路を含んでいる手段と前記流体人口と流体出口とを相互 に連結し、前記流体入口と流体出口への連結が、実質的に前記回転軸心の上に置 かれているガス排出通路とから成立っていることを特徴とする回転電気機械っ待 表昭６０−５０１８８５　（２）