JPS605712Y2 - 回転電機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は回転電機の内部に流体を通すように構成された
回転電機に関するものである。

従来のこの種のものにおいては羽根車と回転子又バイダ
ーは径方向に別々に取付けられ、更いガイドベーンと支
持アームは軸方向に別々に取付けられていたので機械が
大形化し設置場所に対してきびしい制限があると共に多
額の製作費がかかっていた。

そこで、このような欠点を解消するために本出願人は第
１図〜第３図で示す構造の回転電機を提案している。

この回転電機について説明すると、第１図および第２図
において、１はフレーム、２はフレーム１の内周に取付
けられた回転電機の固定子鉄心、３は固定子鉄心２に装
着された固定子コイル、４はフレーム１の両側に夫々取
付けられたフランジ、５はフランジ４の内側においてフ
レーム１に夫々取付けられた中間フレームで、各中間フ
レーム５間にはキャンド部材５ａを水密に取付け、中間
フレーム５およびキャンド部材５ａはいわゆるキャンド
構造により固定子鉄心２および固定子コイル３を水密に
おおっている。

６はフランジ４の径方向内側に一端を取付けられた翼状
の各ガイドベーン、７は各ガイドベーン６の他端に取付
けられた軸受ハウジング、８は軸受ハウジング７内に装
着された軸受、９は軸受８に回転自在に支持された回転
軸で、回転軸９はその周囲に一体的に嵌合したボス部９
ａを有する。

１０は回転軸９と回転自在に嵌合し、軸受８を水密にシ
ールする軸受シール、１１は軸受シール１０を支持する
軸受シール支持部材で、軸受ハウジング７とボス部９ａ
との間にあってボルト１２により軸受ハウジング７に一
体的に取付けられる。

１３はボス部９ａの外周に取付けられた翼状の各羽根車
、１４は羽根車１３の外周に取付けられた回転子保持環
、１５は回転子保持環１４の外周に取付けた回転子で、
回転子１５はギャップを介して固定子鉄心２と対向して
固定子鉄心２および固定子コイル３と共に誘導電動機を
構成する。

４ａはフランジ４に軸方向内向きに突出して形成して通
水案内部で、回転子保持環１４と通水案内部４ａとは第
３図に示すようにラビリンスシール構造で接続する。

このような装置においては、各フランジ４に通水管を接
続腰回転子１５を電気的に回転させることによりこれと
一体の羽根車１３を回転させて通水案内部４ａおよび回
転子保持環１４と回転軸９とによって形成される導水管
路１６に水を流す。

また、発電機として用いる場合には、導水管路１５の吸
込口１７に勢いよく水を流し込ませ、羽根車１３を回転
させて発電させる。

羽根車を通過した水は導水管路１６の排出口１８から流
し出す。

ところで、この装置における通水案内部４ａと回転子保
持環１４との間はグランドパツキン、リップシール、メ
カニカルシール等の接触構造のシールを採用することな
く、非接触構造のラビリンスシールを採用している。

これは接触構造のシールを用いると、回転接触による発
熱、シール部材の摩耗等の問題が発生し、シール部分の
半径が大きいことから摩擦抵抗による動力損失が生ずる
ために非接触構造のシールの採用となったものである。

しかし、非接触構造のシールの採用によって、通水案内
部４ａと回転子保持環１４との間には常に隙間が存在す
る。

この結果、この隙間を介して水の中に含まれる異物、た
とえば河川水やダム放水等における砂利等の固形物、水
処理放水におけるフロッグ等が回転子を配設した回転子
室内に入り込み、キャンドや固定子鉄心部分を磨滅させ
たり、大きな振動を誘発させるなど危険である。

また、ラビリンスシール構造は部分的に隙間が小さいた
め、一度回転子室に人に込むと出にくい欠点がある。

したがって、本考案の目的は回転子室に異物が流入しな
い回転電機を提供することにある。

このような目的を遠戚するために本考案は、回転子室と
導水管路との境界部をラビリンスシール構造とするとと
もに、回転子室内に清浄水を圧送１、．２、回転子室内
の水圧を導水管路内の水圧よりも常に高く維持するもの
であって、以下実施例により本考案を説明する。

第４図は本考案の回転電機の一実施例を示す縦断正面図
である。

この実施例は第１図〜第３図で示す回転電機に清浄水供
給管およびドレインパイプを取り付けた構造となること
から、各部の説明は省略する。

したがって、名称、指示番号は前出の（）のをそのまま
用いることにする。

なお、本図は発電機として使用した例を示しており、第
４図右側から圧力を有する水が送り込まれ、圧力を失っ
た水は左側から放水されるものとする。

清浄水供給管１９は吸込口側のフランジ４に接手２０を
介して接続され、回転子室２１の吸込側回転子室２２と
連通する。

この清浄水供給管１９は図示しない圧送ポンプに接続さ
れ、清浄な水、たとえば上水道水を吸込側回転子室２２
内に圧送するようになっている。

また、排出口側のフランジ４には接手２３を介してドレ
インパイプ２４が接続され回転子室２１の排出側回転子
室２５と連通している。

このドレインパイプ２４の途中にはドレインバルブ２６
が取付けられ、ドレイン時に開閉操作されるようになっ
ている。

このような回転電機によれば、ドレインバルブ２６を閉
じた状態で清浄水供給管１９から吸込側回転子室２２内
に清浄水を圧送しながら発電を行なう。

この場合、第５図に示すように回転子室２１内の清浄水
は直接吸込口１７側の一方のラビリンスシール部２７か
ら導水管路１６内に流れ出たり、あるいは回転子１５と
キャンド部材５ａとの間の狭い隙間２８を通って吸込側
回転子室２２から排出側回転子室２５に流れ込み、排出
口１８側の他方のラビリンスシール部２７から導水管路
１６内に流れ出る。

この結果、導水管路１６内を流れる流水中に砂利、フロ
ック等の異物が混入していても、回転子室２１に流入す
るにはラビリンス内の水の流れに逆らうことになるので
導水管路１６内の流水は回転子室２１内に流入しない。

なお、導水管路１６内を水が勢いよく流れる場合、導水
管路１６に向かって開口するラビリンス開口部２９はそ
の流れにより圧力が低くなるので、回転子室２１内の清
浄水が導水管路１６内に吸い出されるように流れ出る。

なお、本考案は前記実施例に限定されない。

たとえば、第６図に示すように、ダム３０に貯られる水
３１を取水管（水圧管）３２で発電機（回転電機）３３
に導き、その落差による水のエネルギーによって羽根車
１３を回転させて発電を行なう場合に、ダム３０から他
の給水管３４を用い、途中のフィルター３５で異物を除
き、清浄となった水を発電機３３の吸込側回転子室に導
くようにしてもよい。

なお、給水管３４の途中には給水用バルブ３６を配設し
、給水の供給、停止を行なうようにする。

この場合、発電機３３の導水管路１９を流れる水の水圧
が回転子室２１内の水圧よりも高くなり、回転子室２１
内への異物の流入が生じることを防止するため、第７図
、第８図に示すように、ラビリンスの回転側に羽根３７
を設け、羽根３７によって強制的に回転子室２１から導
水管路１６内に清浄水を流れ込ませ、異物を含む水が回
転子室２１に入り込まないようにする。

このような実施例によれば、フィルターを設けであるの
で発電用水に溶解する薬品その他の有害物（たとえば、
農薬）が回転子室に浸入するることかなく、回転子室の
各部材が腐蝕することもない。

このため、あえてキャン１９回転子の鉄心。導体などに
耐薬品性の処理を施こす必要もなくなり、製造コストの
低減化が図れる。

また、フィルターを設けることにより、回転子室に異物
が溜ることもなく、維持管理が容易となる実益もある。

なお、海水を用いる場合には処理装置を設けることによ
って塩、酸、アルカリ等を減することができる。

以上のように、本考案の回転電機によれば、導水管路内
を流れる流水中に砂、フロッグ等の異物が混入していて
も、この流水は回転子室に流れ込むことはない。

したがって、回転子室内部の部材やラビリンスシール構
造を磨滅させることも少なく長寿命化が図れる。

また、異物に起因する振動等の発生も防げることから、
稼動にあっても安全である等多くの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本出願人が既に提案した回転電機の構
造を示すものであって、第１図は一部破断斜視図、第２
図は同じく縦断正面図、第３図は第２図のＡ部拡大図で
ある。 第４図は本考案装置の縦断正面図、第５図は回転子室に
異物が混入しない理由を示す説明図、第６図は本考案の
他の実施例を示す説明図、第７図は本考案の他の実施例
を示す断面図、第８図は第７図の■−■線に沿う断面図
である。 １・・・・・・フレーム、２・・・・・・固定子鉄心、
３・・・・・・固定子コイル、４・・・・・・フランジ
、４ａ・・・・・・通水案内部、５・・・・・・中間フ
レーム、５ａ・・・・・・キャンド部材、６・・・・・
・ガイドベーン、７・・・・・・軸受ハウシング、８・
・・・・・軸受、９・・・・・・回転軸、９ａ・・・・
・・ボス部、１０・・・・・・軸受シール、１１・・・
・・・軸受シール支持部材、１２・・・・・・ボルト、
１３・・・・・・羽根車、１４・・・・・・回転子保持
環、１５・・・・・・回転子、１６・・・・・・導水管
路、１７・・・・・・吸込口、１８・・・・・・排出口
、１９・・・・・・清浄水供給管、２０・・・・・・接
手、２１・・・・・・回転子室、２２・・・・・・吸込
側回転子室、２３・・・・・・接手、２４・・・・・・
ドレインパイプ、２５・・・・・・排出側回転子室、２
６・・・・・・ドレインバルブ、２７・・・・・・ラビ
リンスシール部、２８・・・・・・隙間、２９・・・・
・・ラビリンス開口部、３０・・・・・・ダム、３１・
・・・・・水、３２・・・・・・取水管、３３・・・・
・・発電機、３４・・・・・・給水管、３５・・・・・
・フィルター ３６・・・・・・給水用バルブ、３７・
・・・・・羽根。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円筒状のフレームの内周面に固定子を取付けるとともに
   このフレームに固定子を水密に囲繞すべきキャンド構造
   を有する中間フレームを取付け、前記フレームの両端に
   このフレームの径方向内側に延在するフランジを設け、
   これら各フランジの内周縁に筒状の通水案内部を同心状
   にしてそれぞれ設けるとともに、これら通水案内部の内
   周面に通水案内部の径方向内側に延在するガイドベーン
   の一端を取付け、両側の各ガイドベーンの他端に回転軸
   を軸架し、この回転軸の外周面に羽根車を固着し、この
   羽根車の先端に前記各通水案内部の内側端周縁と両端が
   ラビリンスシール構造により接続する回転子保持環を取
   付け、この回転子保持環および前記通水案内部と前記回
   転軸との間を導水管路と腰かつ回転子保持環および通水
   案内部と前記中間フレームと前記フランジとで形成され
   る空間を回転子室と腰この回転子室内に回転子を収納す
   べく前記回転子保持環の外周面に固定子と対向する回転
   子を具備してなる回転電機において、回転子室内に導水
   管路内を流れる流水よりも大きな圧力を有する清浄水を
   圧送すべく一方のフランジに清浄水供給管を接続しかつ
   他方のフランジに排出管を接続したことを特徴とする回
   転電機。