(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
老朽化により絶縁層が劣化した回転電機子を、真空下において液状の絶縁材料に浸漬して前記絶縁層に前記絶縁材料を含浸させる工程と、この回転電機子を加熱空気が循環している乾燥室内で回転させながら前記絶縁材料に含浸させた絶縁材料を固化させて新しい絶縁層を形成させる工程とから成る老朽化した電機機器の再生方法であって、前記回転電機子の整流子の周囲を囲むように設けた局部加熱装置の電熱ヒーターの内面にあるセラミックス層より放射される赤外線によって前記回転電機子の整流子の部分を局部加熱し、前記回転電機子の整流子の部分の絶縁材料の固化を他の部分より早めることを特徴とする老朽化した電機機器の再生方法。
【請求項２】
前記乾燥室の天井に設けた加熱装置は、加熱ヒータの背面側に設けた温風発生部の空気吸入口から吸入した乾燥室内の空気を前記加熱ヒータで加熱して反対側の排出口から前記乾燥室内に加熱空気として噴出させると共に、前記加熱ヒータの乾燥室側に設けた放熱板に積層させたセラミックス層より前記乾燥室内に遠赤外線を放射させて前記回転電機子に含浸させた液状の絶縁材料を固化させて新しい絶縁層を形成させることを特徴とする請求項１記載の老朽化した電機機器の再生方法。
【請求項３】
前記セラミックス層は、放熱板の表面にセラミックス粉をプラズマ溶射して形成したものであって、前記セラミックス層は、放熱板の表面側の第１層を酸化チタンとし、その上の第２層を酸化アルミとした複数層に形成されていることを特徴とする請求項２記載の老朽化した電機機器の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長年使用して絶縁部分が劣化して寿命がきている、あるいは来つつある大型の電気機器、特に直流発電機の回転電機子の絶縁部分を再生する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、高度成長期に製作された大形の発電機などの直流機が、３０余年の稼働を経過して寿命時期が近づいている。これら大形の直流機の寿命は絶縁層の劣化によって決まることが多い。しかし、この装置の機械的な構造部分は３０年を経過しても十分に使用できるものが多く、従って、絶縁特性を回復させることでその絶縁寿命を延長できる新しい処理技術の開発が望まれている。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】
一方、交流電動機では、経年使用機の絶縁劣化状況を考慮して、真空にした室の中で脱気し、この後ワニス中に全体的に浸漬（どぶ漬け）することで、ワニスをコイル部分に絶縁層として含浸させる方法が延命化の手法として利用されており、このワニスのどぶ漬け法は、交流機においては成果を上げている例がある。
【０００４】
しかし、直流機においては、このどぶ漬け法は必ずしも成功していない。その理由は、直流機の電機子コイルには、「整流子」があるために多数の線を引き出すための口出し部分を設ける必要があり、一旦、真空雰囲気下において巻線部分に含浸したとしても、ワニスが樹脂硬化のための乾燥過程において流出してしまうからである。このことは、ワニスを含浸処理した電機子を分解してみると、ワニスが十分に行き渡っていない部分があることから前記のように判断できる。
【０００５】
本発明は、前記のように経年劣化した電機機器の枯れた絶縁層に、より確実にワニス等の絶縁樹脂を確実に含浸・硬化させる方法を提案することを第一の目的とし、更にワニスの流出する口出し部への漏れ止め作用と、より均質なワニスの硬化作用を発揮できる老朽化した電機機器、特に回転電機子（ローター）の絶縁部の再生方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決する手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る老朽化した電機機器の再生方法を提供するものである。
１）老朽化により絶縁層が劣化した回転電機子を、真空下において液状の絶縁材料に浸漬して前記絶縁層に前記絶縁材料を含浸させる工程と、この回転電機子を加熱空気が循環している乾燥室内で回転させながら前記絶縁材料に含浸させた絶縁材料を固化させて新しい絶縁層を形成させる工程とから成る老朽化した電機機器の再生方法であって、前記回転電機子の整流子の周囲を囲むように設けた局部加熱装置の電熱ヒーターの内面にあるセラミックス層より放射される赤外線によって前記回転電機子の整流子の部分を局部加熱し、前記回転電機子の整流子の部分の絶縁材料の固化を他の部分より早めることを特徴としている。
【０００７】
２）前記乾燥室の天井に設けた加熱装置は、加熱ヒータの背面側に設けた温風発生部の空気吸入口から吸入した乾燥室内の空気を前記加熱ヒータで加熱して反対側の排出口から前記乾燥室内に加熱空気として噴出させると共に、前記加熱ヒータの乾燥室側に設けた放熱板に積層させたセラミックス層より前記乾燥室内に遠赤外線を放射させて前記回転電機子に含浸させた液状の絶縁材料を固化させて新しい絶縁層を形成させることを特徴としている。
【００１２】
３）前記セラミックス層は、放熱板の表面にセラミックス粉をプラズマ溶射して形成したものであって、前記セラミックス層は、放熱板の表面側の第１層を酸化チタンとし、その上の第２層を酸化アルミとした複数層に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
要するに本発明は、長年の使用により絶縁部分が老朽化して寿命が来ている大形の回転電機機器、特に直流発電機の回転電機子の絶縁部分を再生する方法に関するもので、高真空下で脱気した後、液状の絶縁材料を同雰囲気下で含浸させ、これを加熱して硬化させる際に、加熱空気と赤外線の放射を利用し、更にこの絶縁材料が流出しやすい部分を先に硬化させて液状の絶縁材料が硬化する前に流出しないようにする方法を提供するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の詳細を説明する前に、絶縁材料であるワニスの浸透試験などの「基礎実験」から説明する。
１．ワニスの表面張力とギャップへの浸透試験
直流機に限らず回転電機機器のコイルは、絶縁が福数層からなっており、この絶縁の各層はガラステープ（又はシート）、もしくはマイカガラステープ（又はシート）にワニスを含浸・硬化させて構成している。
【００１５】
絶縁層の劣化が進むと、熱劣化によって樹脂を構成する高分子が分解していくのに加えてコイルの振動に伴う機械的磨耗も生じ、その両者によって絶縁層は痩せて行く。そのため、絶縁層の層間の強度が弱くなり、剥離して隙間ができる状態になると考えられる。このことは、経年使用後の電機機器からコイルを取り出して調査した例でも、コイルの絶縁間の剥離が明らかである。
【００１６】
この絶縁層の層間の剥離のために発生するギャップは、絶縁層の厚さと絶縁層数を考えると、一つの層間で２０〜５０μｍの内に再含浸をする必要があると考えられる。
【００１７】
電気子コイルの絶縁層には、常時、半径方向ならびに接線方向に、ブラシ圧力程度の面圧が繰り返し加わっているので、剥離のギャップが大きい場合には、フレッチング剥離、つまり、叩かれ磨耗の二次的絶縁劣化の段階に発展し、以降、急速に絶縁耐力が低下するという危険な状態となる。
【００１８】
このように痩せた絶縁層を回復し、併せて二次的絶縁劣化への進展を防止するためにも、 適切な時期での再含浸が不可欠である。このような実験結果から、次ぎのことが言える。
【００１９】
１）絶縁劣化の進行と共に絶縁層は層状に剥離する。
【００２０】
２）液状の絶縁材料を２０〜５０μｍの極めて小さなギャップに含浸させる必要があること。
【００２１】
前記２点から、粘性のあるワニスの浸透抵抗を実測する意味で図１に示すような実験装置を作成した。
【００２２】
図１の装置は、表面張力とワニスの浸透速度の関係を試験するものであり、この試験装置は２枚のガラスエポキシ板の一端を合わせ、他方を僅かに開いた状態に保持して下側を容器に入れたワニスに浸漬し、これを垂直から３０度に倒してワニスが上昇する浸透力の変化の様子を観察するものである。
【００２３】
この装置では毛細管現象すなわちワニスの表面張力がギャップへの浸透力になっている。ワニスが浸透していくと浸透したワニスの重量と表面張力が釣り合うので、ワニスの表面張力を定量する試験装置にもなっている。
【００２４】
ここでワニスの表面張力の確認を行うためには、次の３つの目的がある。
【００２５】
１）古くから行われて入る浸透含浸での鉄心スロット間の間隙への浸透速度の評価する。
【００２６】
２）真空含浸で再含浸後の加熱硬化過程で生じるワニス流出に抵抗する作用の評価する。
【００２７】
３）流出抑制の一つとして想定している回転乾燥での回転速度の上限の評価への参考値を得る。
【００２８】
図１の試験装置は、プリント基板として市販されている２ｍｍ厚のガラスエポキシ板を使用して、ギャップがテーパに成るように構成している。図１でギャップがゼロの右端から５０mmの所がギャップ１００μｍ，１００ｍｍの所がギャップ２００μｍ・・・としてあり、個々の位置からギャップ寸法を直読できるように図の左端に設けたライナーで調整している。
【００２９】
ガラスエポキシ板を使用したのは、実機のコイルがガラステープにエポキシワニスを含浸して構成しているので、ワニスは異なるものの、実機コイルへのワニス浸透と近似した特性を示すと考えたからである。なお、図は直立になっているが、実際には装置を支える都合で、水平から３０度の角度に傾けて試験を行っている。
２．表面張力の評価
実験は市販の含浸用エポキシワニスを用い、１ポアズ程度の低粘度資料と１５ポワズ程度の高粘度資料を用意して行った。また、表面張力の比較対象そして、その特性が良く知られている２０℃の水でも試験を行っている。
【００３０】
図２に試験結果を示す。図２は水とエポキシ樹脂の表面張力の比較であって、縦軸に最終浸透長を、横軸にギャップ長を示している。
【００３１】
この表面張力と浸透したワニスの重量がつりあって、それ以上の浸透が停止した時点で観測した結果である。
【００３２】
本試験結果は、理論的には図上で直角双曲線になるが、実験の結果は、水もワニスも２０μの所にピークがある。ギャップの小さい領域では、表面粗さのため抵抗が大きくなるので、極大値があるものと考えられる。
２０μの所のピーク値は、
水                    ；１１０ｍｍ，比重１
ワニス（１．０ポワズ）；２００ｍｍ，比重１．１５
ワニス（１５ポワズ）  ；１９０ｍｍ，比重１．１５
である。この浸透深さの比と比重の比を考えると、ワニスの表面張力は水の２倍と見積ることができる。
この結果から算出される表面張力は、両側で
水          １０．８ｄｙｎ／ｃｍ
ワニス      ２１．６ｄｙｎ／ｃｍ
また次項の浸透性の検討でハーゲンポアズイユの式を使う関係から、圧力ΔＰに換算すると、
水            ５５ｍｍＡｑ（５４００ｄｙｎ／ｃｍ2 ）
ワニス      １１０ｍｍａＡｑ（１０８００ｄｙｎ／ｃｍ2 ）
となり、電動機の冷却フアンの吐出圧力にある数値と比較すると意外に大きいことが分かる。
３．ワニス浸透性の評価と理論検討
図３は、２０μにおける水の浸透速度の検討を示すもので、縦軸に浸透距離を横軸に浸透時間を示している。
【００３３】
図４は、２０μのギャップの０．１ポアズのエポキシ樹脂の浸透速度の検討を示している。
【００３４】
図５は、２０μのギャップの１５ポアズのエポキシの浸透速度の検討を示している。
【００３５】
図３〜図５に、水、１．０ポワズのワニス、１５ポワズのワニスの浸透経過を示している。この図は２０μの所を主体に説明しているが、図４、５では、参考に１００μの所のデータを載せている。
【００３６】
また図４〜６では、水およびワニス浸透の時間特性を理論式と比較している。図では、二つの理論が用いられており、一つはギャップを円管であるとして導いた式で、他の一つはギャップ開口がギャップ長に対して十分に広い平行ギャップとして導いた式である。
【００３７】
円筒モデルに対しては、以下に示すハーゲンポアズイユの平均流速の式から求める。
【００３８】
Ｖ＝（ｒ3 ／８η）（ΔＰ／Ｌ）
ただし  Ｖ：平均流速（ｃｍ／ｓ）
ｒ：管の半径（ｃｍ）
注）ここではギャップ長の値を代入
η：粘度（ポアズ）
ΔＰ：差圧（ｄｙｎ／ｃｍ2 ）
Ｌ：円管距離（ワニス浸透距離、ｃｍ）
ワニスの浸透に伴い、Ｌが変化するので、ワニス浸透特性の理論計算は逐次計算による。平行ギャップの場合の平均流速の式は、ポアズイユの式と似ているが、値は約１０倍になる。
【００３９】
Ｖ＝（ｇ2 ／８η）（ΔＰ／Ｌ）（３２／３）
ただし    ｇ：ギャップ長（ｃｍ）
その他記号はポアズイユの式に同じ
図を見ると、円管と仮定したポアズイユの式では、浸透が１／１０と過少評価されてしまうことがわかる。今回のガラスエポキシ板でのモデルの場合、ワニスの浸透の間口はギャップ長に対し十分広いと考えることができる。
【００４０】
ワニスの場合、実験結果と平行ギャップの理論計算の結果は極めて良く一致しているのはそのためと考えられる。
【００４１】
しかしながら、電機子コイル絶縁層の層管の剥離したコイルにワニスを浸透させる実機の場合、ワニス浸透の間口は１ｃｍ前後であると見積もられるので、その場合には平行ギャップでの浸透速度の半分とすべきかと考える。
【００４２】
なお、平行ギャップの理論計算では、傾斜が立っているのに対して、実験結果が飽和しているのは、理論計算が水平据付の状態の計算で、実験のような、ワニスの浸透に伴うワニス自重によるΔＰ低下を考慮しないためである。
４．ワニスの硬化特性の試験と評価
（１）ワニスの硬化時間（ゲル化時間）の温度特性
含浸後の乾燥過程で一時的な粘度低下によるワニス流出の抑制法を検討するにあたり、基礎特性として、ワニスの硬化温度と硬化時間との関係を試験・確認した。
【００４３】
ここで「硬化」の用語は、加熱硬化時の流出抑制に着眼している関係から、粘度が急上昇して液体から柔らかい固体に急変する時点に対して使用しており、専門的にはゲル化もしくは１次硬化ともいうべきであるが、電機機器の延命という設備技術的な観点から本実験を進めている関係上、あえて専門的な用語を回避している。
【００４４】
温度制御を行うオーブンで１４０℃、１５０℃、１６０℃の３段階の温度での硬化時間での硬化時間と硬化中おワニス温度の履歴を図６に示す。
【００４５】
図６は、硬化温度と硬化時間および反応熱の検討に関するもので、縦軸にエポキシまたはシリコンの温度を、横軸に硬化時間を示している。なお、図において実線はエポキシ、点線がシリコンをそれぞれ示している。
【００４６】
この実験は、ワニスを試験管に入れてオーブン中央部に配置し、ワニスを硬化させるものであるが、ワニス硬化（ゲル化）確認のため、予めピアノ線を試験管内のワニス中に入れておき、ピアノ線をオーブンの扉を閉めた状態で外部から上下させることの出来る治具を使用して、ワニスの固化によって試験管がピアノ線と共に持ち上がる状態をオーブン前面ガラス窓から確認し、硬化、即ちゲル化を判定した。
【００４７】
硬化時間のスタートをワニス温度が所定の温度域に達する運転開始２０分後とすると、各温度での硬化時間は、
１４０℃  ：８０分
１５０℃  ：５０分
１６０℃  ：２０分
となり、熱劣化でいう１０℃半減則におおむね従うとみることが出来る。
【００４８】
なお、図６には同一条件で行ったシリコンオイルの温度上昇を点線で併記している。シリコンオイルの温度とワニスの温度との差（上昇分）は、ワニスの反応熱と見るこことが出来る。この温度差の測定間隔５分ごとの累積和（オーブンスタートから硬化まで）を求めてみると、
１４０℃    ：  ３１．８Ｋ
１５０℃    ：  ２９．８Ｋ
１６０℃    ：  ３４．３Ｋ
となり、ほぼ同じ値になっている。
【００４９】
このことは、ワニスの硬化に必要な熱量（カロリー）は、ガラス転移点温度を超えていれば、硬化温度によらず一定となっていることを示唆するものと考えられる。
（２）ワニス粘度の温度特性
１００ccの耐熱ビーカーを用い、湯煎方式でワニスの温度と粘度の関係を測定した。粘度測定には、デジタル表示のＢ型粘度計を使用し、湯煎にはシリコンオイルを使用した。
【００５０】
図７に結果の一例を示す。この図は、ワニスの粘度の温度のよる影響を示すもので縦軸にエポキシ粘度を、横軸にエポキシ温度を示している。
【００５１】
図は常温での粘度が４０ｃＰ（０．４ポアズ）、５３０ｃＰ（５．３ポアズ）、５３２０ｃＰ（５３．２ポアズ）の３例を示した。
【００５２】
ここで４０ｃＰの例はワニス処理時の「新品」を想定したもので、５３０ｃＰは、真空再含浸後すぐに乾燥工程を行わず、一定期間放置し、粘度上昇を待って乾燥を行うワニス流出抑制策を想定したもので、４０℃×７日間放置して作製した試料を用いている、そして５３２０ｃＰは、４０℃×１４日間放置で著しく高粘度とした場合で、粘度を約１０倍、１０倍とほぼ等比級数にとっている。
【００５３】
この図から明らかなように、新品のワニスでは、１００℃上昇で粘度１／１０となっており、したがって約３０℃半減と見積もられる。硬化時間がほぼ１０℃半減であるから、硬化中のワニス流出は、硬化温度を高めにしたほうが少なくなると考えられる。
【００５４】
４０℃×７日／１４日放置後の例については、１００℃〜１５０℃の間の試験が未了であるが、放置による粘度上昇を図ることで、ワニス硬化過程での粘度低下を低減し、ワニス流出抑制策につながよる可能性を示している。
（３）ワニス硬化中の粘度変化の測定
ワニス粘度の温度特性と同一の試験装置を使用し、硬化中のワニス粘度の実測を行った。図８にその例を示す。
【００５５】
図８は、１３０℃、１４０℃、１５０℃の結果を比較しており、オーブンでの試験結果と同様に、硬化時間はほぼ１０℃半減となっている。また図８から、次のことが明らかである。
【００５６】
１）硬化（ゲル化）直前に粘度が急上昇すること
２）運転開始２０分で、一旦、粘度の最低値を示す。その後は硬化直前まで絶えず緩やかな上昇を続けること
なお、図示を省略したが、反応熱によると考えられるワニス温度の緩やかな上昇と時間的に対応している。
【００５７】
図８においては、硬化中の最低粘度が２０℃半減（図７では３０℃半減）とみられるが、硬化時間はほぼ１０℃半減であるので、硬化温度高めに設定してワニス流出抑制検証になっている。
５．遠赤外線の適用試行とその評価
遠赤外線の照射には各種の方法が考えられるが、ここでは同一のオープンの表面を、遠赤外線を放射させるためにセラミックス処理をしたものと、無処理のもの２種類で比較した一例を示している。
【００５８】
イ）遠赤外線有り、無し、ロ）オーブン内対流風速の大小（対流強化と通常対流）、更に、ハ）試験管の管材にアルミと通常の耐熱ガラスの二者で比較実験しており、硬化温度はいずれも１５０℃である。
（硬化途中のワニス温度上昇の比較）
図９はエポキシ硬化への遠赤外線効果の例を示すものであって、縦軸にエポキシあるいはシリコンの温度を、横軸に硬化時間を示している。そして線Ａは、遠赤外線あり、オーブン内の風速が大、試験管としてアルミ管を使用している。この図において実線はエポキシを、点線はシリコンを示している。
【００５９】
更に線Ｂは、イ）遠赤外線なし、ロ）オーブン風速が小、ハ）試験管はガラス管を使用している。実線はエポキシを、点線はシリコンを示している。
【００６０】
この図９には、２種３条件で合計８種類の条件の内、最速のケースと最も遅いケース（通常の実験室での場合に相等）での硬化時間と硬化中のワニス温度上昇の比較を示している。
【００６１】
硬化時間（ゲル化時間）は、図６の場合と同様に、スタートから２０分を差し引くとすると、最速のケースでは３０であり、最も遅い通常のケースは８０分である。この図から、１５０℃の同一設定温度にもかかわらず、条件の選定により２倍以上の差になっていることがわかる。
【００６２】
図９においても図６と同様にシリコンオイルの温度の変化を併記している。
ワニスとシリコンとの温度差をみると、アルミ管を使用している場合は線Ａに示すように実線と点線で示す２本の線の間隔である温度差が少ない。しかし、ガラス管を使用している場合には、線Ｂに示すように温度差が大きい。
【００６３】
このことから、反応に必要な熱量（カロリー）を同一と仮定するとこの温度上昇の差は、試験管の材料のアルミとガラスの熱抵抗の差であると考えられ、容器の材料としては熱伝達が良好はアルミのほうが良い。
【００６４】
今、単位時間あたりの熱量（Js＝Ｗ）を電流源に置き換えて考えると、温度上昇は電圧降下に相等し、熱抵抗は電気抵抗に置き換わる。このとき同一電流値でも抵抗が大きい方が電圧降下が大きくなるのと同様の原理で、温度差が大きくなっていると考えられる。
６．樹脂の硬化促進の効果マップ
図１０は遠赤外線とその他の条件を加味したエポキシ樹脂の硬化の状態を示すもので、縦軸に４つの試験の条件を、横軸に硬化時間を示している。
【００６５】
今回行った８種類の条件から６種類を選び、イ）遠赤外線有りと無し、ロ）対流風速の大と小、および、ハ）試験管材質のアルミかガラス、の硬化促進への効果マップを示した。
【００６６】
第１段は、遠赤外線照射あり、オーブン内の対流風速大、試験管の材質にアルミを使用した場合で、この場合は「２９分」でエポキシが硬化している。
【００６７】
次の第２段目は、遠赤外線照射なし、オーブン内の対流風速大、試験管の材質にアルミを使用した場合で、この場合は「４５分」でエポキシが硬化している。
【００６８】
次の第３段目は、遠赤外線照射なし、オーブン内の対流風速小、試験管の材質にアルミを使用した場合で、この場合は「６０分」でエポキシ樹脂が硬化している。
【００６９】
最後の第４段目は、遠赤外線照射なし、オーブン内の対流風速小、試験管の材質にガラスを使用した熱の伝導が最も悪い条件で、この場合は、「８０分」でエポキシが硬化している。
【００７０】
この図面より次のことが言える。
【００７１】
１）セラミックスの溶射面からの遠赤外線を照射することのよって、エポキシ樹脂を硬化させる時間を短縮できる。
【００７２】
２）熱風を大量に対流させて加熱しながら、更に赤外線を照射を併用することにより熱伝達効果を改善できる。
【００７３】
３）樹脂を収容する容器の材料には熱伝導の良いものを使用し、更に前記１と２の条件を併用すれば、樹脂の硬化時間を早めることができる。
（実  施  例）
次に図面を参照して老朽化した電機機器、特に老朽化により絶縁層が劣化した回転電機子の再生方法を説明する。
【００７４】
図１１は回転電機子として大形の直流発電機の回転電機子１を再生する方法を示している。この回転電機子１（ローター）は、直流発電機を分解して取り出されたものである。
【００７５】
第１工程としてこの回転電機子１を真空に出来る部屋あるいはタンク中において高真空（例えば、０．２６〜０．５ｋＰａ）で約３時間保持して脱気を十分に行う。
【００７６】
そして、その高真空の部屋あるいはタンク中でワニスを収容した容器の中に回転電機子１を浸漬してワニスにどぶ漬けの状態として約１日間保持する。この状態になると回転電機子１の捲線とこれを収容しているスロット部分にワニスが含浸されるこことになる。
【００７７】
次に、ワニスの含浸が終わった回転電機子１を、図１１の乾燥室２内に設けてある支持台３の上部の軸受部４に、回転電機子１の端部の軸部１ａ、１ｂを嵌合支持させる。
【００７８】
この軸部１ｂにはカップリング５が設けてあり、このカップリング５の端部の軸に取付けてあるスプロケットホイール６と、モータ７の軸に設けたスプロケットホイール８との間にチエン９をかけまわして、このモータ７により前記回転電機子１をゆっくりと回転させるようになっている。
【００７９】
この回転電機子１の中央部には鉄心部１ｃが形成されており、この部分に詳細を図示しないがコイルが巻かれている。そして、このコイルの両端部の口出し部は整流子１ｄとそれぞれ接続されている。
【００８０】
問題は、前記鉄心部１ｃのスロットに配置されているコイルの周囲と他のコイルの周囲との間、あるいはこれらのコイルと鉄心部のスロットとの間に設けてあったガラステープやマイカガラステープからなる絶縁層の径年劣化である。
【００８１】
大形の直流機を分解して固定子（ステータ）側から回転電機子１（ロータ）を取り出した際に、この劣化した絶縁層はそのままにしておき、無理に剥離したり振動を与えて微粉化して除去してコイル同士の間、あるいはコイルと鉄心のスロットとの間を接近させて絶縁距離が保持で出来なくなることがないように配慮する必要がある。
【００８２】
前記乾燥室２の天井には加熱装置１０が設けてある。この加熱装置１０は、ダクト状の温風発生部１１と加熱板部１２を有している。この温風発生部１１は空気の吸入口１３の近傍にフアン１４が設け、吸入口１３から吸入した乾燥室２内の空気を温風発生部１１のダクト部を通過する間に加熱ヒータ１２ａで加熱して反対側の排出口１５から乾燥室２内に加熱空気ａとして噴出するようになっている。
【００８３】
この加熱板部１２は、図１３に示すように電熱式のもので、下板Ｐ１と多孔板からなる上板Ｐ２との間にシーズヒータＨを蛇行させて配置しており、上板Ｐ２の小孔ｈを通じて前記ヒータＨで高温に加熱された空気を温風発生部１１、つまりダクト部内に放出して通過する空気を加熱するように構成されている。
【００８４】
そして下板Ｐ１の下側には放熱板１２ｂが設けられ、この放熱板１２ｂの表面には複数層かなるセラミックス層１２ｃが形成されている。このセラミックス層１２ｃは所定の波長の遠赤外線Ｒを放射するようにセラミックスの粉体をプラズマ溶射処理して形成したものである。
【００８５】
このプラズマ溶射処理して形成したセラミックス層１２ｃは、加熱ヒータ１２ａで放熱板１２ｂを加熱し、この加熱によって得られた熱エネルギーを被加熱物である回転電機子１の加熱に最適な波長を持つ遠赤外線Ｒを放射する特性を持つものである。
【００８６】
放熱板１２ｂは、例えばアルミ板かステンレス板が使用され、その表面に形成するセラミックス層１２ｃの材料は、酸化チタン（ＴｉＯ２  ）と酸化アルミ（Ａｌ２  Ｏ３  ）が使用される。
【００８７】
図１４はセラミックス層１２ｃを複数層に形成したもので、放熱板１２ｂを構成する金属板Ｂ（ベース板）の表面に酸化チタン層Ｔと酸化アルミ層Ａを二層構造に形成している。
【００８８】
この複数層からなるセラミックス層１２ｃを持つ放熱板１２ｂは、次の条件を持つものを採用する。
「熱エネルギーを与える熱源と、この熱エネルギーを受ける受熱側との間に熱エネルギーを受ける受熱側との間に熱エネルギーの伝導材料からなる熱変換体を配置し、この熱変換体を加熱して放熱面より放射熱エネルギーとして放熱する熱移送方法であって、
前記熱変換体の表面に複数層の薄いセラミックス層を形成しており、このセラミックス層は加熱により赤外線を放射する性質を持ち、熱エネルギーの移動方向に赤外線の中心周波数が４〜６ｍμの短波長、７〜９ｍμの中波長及び１０〜２０ｍμの長波長から選択された波長を持ち、
前記セラミックス層は、短波長／中波長、短波長／長波長、中波長／長波長、あるいは短波長／中波長／長波長のいずれかの順序で積層されている」
の発明を適用したものである。
【００８９】
この発明は、「熱の移送方法とその装置」として、特願２００１ー３５２００７号で、平成１３年１１月１６日付で出願されており、熱エネルギーの移動方法に極めて有効に使用できるものである。具体的には、車両用のエンジンの本体、エンジン等のラジエター、ボイラの水管、送風機の羽などに適用できるものである。
【００９０】
さて、再び図１１を参照して、回転電機子１の整流子１ｄの周囲を囲むように円筒状の局部加熱装置２０が設けられている。この局部加熱装置２０の作用で、コイル部分等に含浸されていたエポキシ樹脂が硬化する過程で、粘度が急に低下して鉄心部１ｃに巻かれているコイル部分に含浸されているエポキシ樹脂が流出することを防止するものである。
【００９１】
この局部加熱装置２０は、図１２及び１４に示すように絶縁材料であるエポキシ樹脂の硬化を促進するもので、エポキシ樹脂が流出しやすい整流子１ｄを囲むように、円筒状に形成されているヒーター２０ａ（電熱ヒータ）を使用する。
【００９２】
そしてその内面にセラミックス層２０ｂが形成されており、ヒーター２０ａで発生した熱を、エネルギー変換により周波数を変換して、エポキシ樹脂が硬化し易い波長の赤外線に変換して特に整流子１ｄの部分を他の部分より高めに加熱している。この局部加熱装置２０は、前記構造に限定されるものでなく、局部加熱によって硬化速度を早める構造のものであれば、他の構造のものであっても良いことは明らかである。
【００９３】
このように、絶縁材料であるエポキシ樹脂が流出しては困る部分を、先に硬化させる「土手項効果」ことによって、鉄心部１ｃに保持されているコイルを包むエポキシ樹脂、即ち、絶縁層を所定の厚みで保持しながら硬化させることができるのである。
【００９４】
本発明の実施の形態においては、大形直流機の回転電機子の再生を中心として説明しているが、他の電機機器であっても熱を付与して硬化する絶縁性樹脂を使用するものであれば、硬化する途中で粘度が急に低下するものにおいては、前記と同様に実施することができるものである。
【００９５】
【発明の効果】
前記のように回転電機子を真空下に保持した後、絶縁性樹脂の液体を、どぶ漬けによってコイル部分に含浸させた後、この回転電機子をゆっくりと回転させながら、所定の温度の温風と遠赤外線を照射して加熱し、更に整流子の部分を特に加熱することで、局部的に樹脂の硬化を早めることができる。
【００９６】
従って、樹脂が硬化する過程で一時的に低下する粘度変化が原因となって、流出しょうとするエポキシ樹脂の流出を、先に硬化した樹脂部分で阻止できる。
【００９７】
その結果、３０年以上も稼働して老朽化して寿命がきている大形の直流機の絶縁部分を、簡単に再生して再使用することが可能となり、大きな経済効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワニスの表面張力と浸透速度の試験装置の概略図である。
【図２】水とエポキシ樹脂の表面張力を比較する図である。
【図３】２０μにおける水の浸透速度の検討結果を示す図である。
【図４】２０μギャップの１５ポワズエポキシの浸透速度の検討結果を示す図である。
【図５】２０μギャップの１５ポワズエポキシの浸透速度の検討結果を示す図である。
【図６】樹脂の硬化温度と硬化時間および反応熱の検討結果を示す図である。
【図７】ワニスの粘度の温度のよる変化を示す図である。
【図８】エポキシ樹脂の硬化中の粘度変化を示す図である。
【図９】エポキシ樹脂の硬化に対する赤外線の寄与を示す図である。
【図１０】遠赤外線その他の条件によるエポキシ樹脂の硬化速度を示す図である。
【図１１】回転電機子の絶縁を回復させる工程の説明図である。
【図１２】局部加熱装置の正面図である。
【図１３】加熱装置の加熱板部の断面図である。
【図１４】加熱板部の断面図である。
【符号の説明】
１  回転電機子      １ａ，１ｂ  軸部        １ｃ  鉄心部
１ｄ  整流子        ２  乾燥室            ３  支持台
４  軸受部      ５  カップリング      ６、８    スプロケットホイール
７  モータ      ９  チェン          １０  加熱装置
１１  温風発生部        １２  加熱板部        １２ａ  加熱ヒータ
１２ｂ  放熱板      １２ｃ  セラミックス層      １３  吸入口
１４    フアン      １５  排気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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