(57)【要約】【課題】  従来の大容量発電機等の回転電機には、固定子に作用する電磁力等による振動を吸収する固定子支持機構が設けられ、アウタフレームにインナフレームを組み合わせ、固定子鉄心を積層作業苗に、固定子支持機構で、アウタフレームとインナフレームとをボルト締結する構成であり、固定子の製造方法としては、アウタフレーム内にインナフレームを組み合わせ後、固定子鉄心積層を行う直列作業方式であった。  最近、アウタフレームとインナフレームの並列生産による工程短縮、コスト低減の要求に対し、前記構成では作業性が悪く、かつ組み合わせ精度が得にくいという課題を解消するため、並列生産後の組み合わせ容易な固定子支持構造を備えた固定子を提供する。【解決手段】  アウタフレームとインナフレームを径方向に変位可能に支持する弾性板が、アウタフレームの支え梁に溶接、インナフレームの取付座にボルト締結される。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の固定子であって、前記固定子はアウタフレームと、該アウタフレーム内に設置されたインナフレームとで構成されており、前記アウタフレームは、前記インナフレームを同軸に保持するとともに基礎に固定されるフレームと、該フレーム内に軸方向に複数個所設けられている枠板と、該フレームの軸方向および周方向に複数設けられたマンホールと、一対の隣り合う枠板間に設けられた支え梁とより構成されており、前記インナフレームは、電磁薄綱板を積層して形成された固定子鉄心と、該固定子鉄心を保持するコアボルトと、該コアボルトに固着され前記固定子鉄心の外周を囲み軸方向に複数個所設けられ前記固定子鉄心を前記コアボルトと共に保持するボアリングと、前記一対の隣り合うボアリング間に設けられた取付座とより構成されており、前記アウタフレームと前記インナフレームとを径方向に変位可能に支持する弾性板が、軸方向および円周方向に複数個所で前記アウタフレームの支え梁に溶接され、前記取付座にはボルト締めされて取付けられており、前記マンホールは前記弾性板の取付位置に対応した個所に設けられていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
回転電機の固定子であって、前記固定子はアウタフレームと、該アウタフレーム内に設置されたインナフレームとで構成されており、前記アウタフレームは、前記インナフレームを同軸に保持するとともに基礎に固定されるフレームと、該フレーム内に軸方向に複数個所設けられている枠板と、該フレームの軸方向および周方向に複数設けられたマンホールと、一対の隣り合う枠板間に設けられた支え梁とより構成されており、前記インナフレームは、電磁薄綱板を積層して形成された固定子鉄心と、該固定子鉄心を保持するコアボルトと、該コアボルトに固着され前記固定子鉄心の外周を囲み軸方向に複数個所設けられ前記固定子鉄心を前記コアボルトと共に保持するボアリングと、前記一対の隣り合うボアリング間に設けられた取付座とより構成されており、前記アウタフレームと前記インナフレームとを径方向に変位可能に支持する弾性板が、軸方向および円周方向に複数個所で前記アウタフレームの支え梁にボルト締めされ、前記取付座には溶接されて取り付けられており、前記マンホールは前記弾性板の取付位置に対応した個所に設けられていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項３】
前記弾性板は、前記アウタフレームをインナフレームに設置時の相互間の軸方向の傾きや、高さ方向の取付誤差を吸収するのに必要なボルト径より大きなバカ穴を有して前記取付座あるいは前記支え梁にボルト締めされていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は回転電機の固定子に関するものであり、特にタービン発電機などの固定子鉄心をフレームに支持する構造に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、大容量発電機等の回転電機には、固定子に作用する電磁力や磁気吸引力による振動の基礎への伝達を遮断する固定子支持機構が備えられている。タービン発電機を例として、この支持機構を備えた従来技術を図９、図１０に基づいて説明する。
【０００３】
図９は、従来の回転電機固定子１００の弾性板取付部を示す概念図である。この図において固定子１００は、固定子鉄心１、コアボルト２、ボアリング３ａ、弾性板４ａ、フレーム５ａ、枠板６ａ、支え梁７ａ、取付座８ａで構成される。前記弾性板４ａは固定子鉄心１からコアボルト３に至る系で発生する振動を減衰させて、フレーム５ａおよび図示省略の基礎に振動が伝播するのを抑制する。十分な振動減衰と固定子支持機能を必要とするため、弾性板４ａには適度な剛性と強度が要求されている。
【０００４】
図１０は、従来の回転電機固定子１００の製作方法を示す概念図である。
事前に製作されたフレーム５ａはフレーム内周側に溶接された枠板６ａおよび枠板６間に溶接された支え梁７ａを備える。この枠板６ａ間に設置されたボアリング３ａにコアボルト２を溶接にて取り付ける。次に、ボアリング３ａの構成部品である取付座８ａと枠板６ａ間に取付けられた支え梁７ａ間を弾性板４ａをボルトにより結合する。このとき取付座８ａと支え梁７ａの弾性板４ａ取り付け面間には製作上段差や倒れ等の誤差が存在するため、弾性板４ａに曲げや捩りが作用しないように、ライナ等で調整後に繋ぎ合せる必要がある。
その後、図１０に示すように作業者がフレーム５ａ内に入り、事前に取付けられたコアボルト２をガイドに固定子鉄心１を積み上げる。このように、従来の固定子支持機構である弾性板４ａは、固定子鉄心１積み前の比較的空間が確保された状態で取り付けられるため、取付座８と支え梁７を弾性板４ａでボルト結合する支持機構でも十分製作することが可能であった。以上の固定子鉄心の支持機構は、例えば特許文献１に示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５３−０８１９０２号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最近、タービン発電機製造工程の短縮化、コスト低減を目的とし、その製造方法の合理化が盛んである。
その合理化製造方法の１つとして、後に詳述するアウタフレーム５０とインナフレーム５１とをそれぞれ個別に並行生産した後に、互いに組み合わせる方法が検討されている。この方法が採用されれば、著しい工程の短縮、ひいてはコスト低減が可能となることから、アウタフレーム５０とインナフレーム５１の並行生産後の組み合わせ可能な構造の検討が鋭意なされている。
【０００７】
ところが、前記特許文献１に示された構造をそのまま採用して並行生産したとする。このときアウタフレーム５０とインナフレーム５１とを組み合わせ、支持機構である弾性板４ａのボルト締結を行う場合、アウタフレーム５０とインナフレーム５１の組み合わせ精度、すなわち軸の傾き、高さのズレ、半径方向のズレ、面内の傾き等を確保する上での、弾性板４ａと、支え梁７および取付座間に設けるライナの調整作業が作業空間が狭いため、非常に困難であり、多くの作業時間を費やす上に、必要な精度が得にくいという問題点があった。また、ライナによる組み合わせ精度を確保するという作業は、熟練した技能を必要とすることからライナ調整を必要としない構造を採用することが望まれている。
【０００８】
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであって、アウタフレームとインナフレームを並行生産した後の、その組み合わせ作業を容易とする構造の固定子を備えた回転電機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る回転電機の固定子は、アウタフレームと、該アウタフレーム内に設置されたインナフレームとで構成されており、アウタフレームは、インナフレームを同軸に保持するとともに基礎に固定されるフレームと、該フレーム内に軸方向に複数個所設けられている枠板と、フレームの軸方向および周方向に複数設けられたマンホールと、一対の隣り合う枠板間に設けられた支え梁とより構成されており、インナフレームは、電磁薄綱板を積層して形成された固定子鉄心と、固定子鉄心を保持するコアボルトと、コアボルトに固着され固定子鉄心の外周を囲み軸方向に複数個所設けられ固定子鉄心を前記コアボルトと共に保持するボアリングと、一対の隣り合うボアリング間に設けられた取付座とより構成されており、アウタフレームとインナフレームとを径方向に変位可能に支持する弾性板が、軸方向および円周方向に複数個所でアウタフレームの支え梁に溶接され、取付座にはボルト締めされて取付けられており、前記マンホールは前記弾性板の取付位置に対応した個所に設けられているものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の回転電機の固定子は、アウタフレームが、フレームとフレームに設けられた枠板と枠板間に設けられた支え梁とで構成され、インナフレームが固定子鉄心を保持するボアリングおよびコアボルトと、ボアリング間に設けられた取付座で構成され、アウタフレームとインナフレームとを並行生産した後、組み合わせた後、径方向に変位可能に支持する弾性板が、マンホールを利用して支え梁に溶接され、取付座にボルト締めされて取り付けられているので、アウタフレームとインナフレームとの並行生産を可能とするとともに、アウタフレームとインナフレームとを組み合わせ作業を行う際、組み合わせ精度を確保するための弾性板と支え梁、取付座間に挿入するライナ調整作業を不要とし、組み合わせ精度が容易に得られかつ作業時間を短縮できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、回転電機の固定子１００の概略構造を示す断面図である。固定子１００は、アウタフレーム５０とインナフレーム５１とで構成されている。アウタフレーム５０は、フレーム５、枠板６、支え梁７およびマンホール９とで構成されている。フレーム５は後述するインナフレーム５１を弾性板４を介して同軸に保持すると共に、図示省略の基礎に固定される。
枠板６はフレーム５内に軸方向に複数個所取り付けられている。支え梁７は前記隣り合う枠板６間に設けられており、弾性板４を取り付ける機能も有する。
インナフレーム５１は、固定子鉄心１、コアボルト２、ボアリング３、弾性板４の取付座８とで構成されている。
固定子鉄心１は電磁薄綱板を積層した構成であり、この固定子鉄心１は、電磁薄綱板を積層する時のガイドとなると共に固定子鉄心１を保持するコアボルト２と、固定子鉄心１の外周をコアボルト２を介して囲い、軸方向に複数個所配置され、固定子鉄心１を前記コアボルト２と共に固着するボアリング３によって一体化されている。
取付座８は隣り合うボアリング３間に設けられており、弾性板４によってアウタフレーム５０の支え梁７と結合される。
このような構成のアウタフレーム５０とインナフレーム５１とは、それぞれ別々に並行に製作され、図２の見取り図に示すように組み合わされる。ここで図１に示すように、アウタフレーム５０の内径ｄ１＞インナフレーム外径ｄ２である。
なお前記弾性板４は、固定子１００の軸方向および円周方向の複数個所に設置されるものであり、この弾性板４の設置個所に対応するフレーム５の外周部に、前記複数のマンホール９が設けられているが図２では図示省略している。
【００１２】
次に、この実施の形態１の弾性板４の取付構造およびその方法について説明する。
前述したように、アウタフレーム５０とインナフレーム５１とは並行に製作され、図２に示す方法にて組み合わされ、同軸上にセットされる。この状態を図１に示す。
図１の支え梁７、取付座８および弾性板４が取り付けられている状態の軸方向見取図を図３（ａ）に周方向正面図を図３（ｂ）に示す。
図３において、インナフレーム５１のボアリング３間に設けられた弾性板４の取付座８側には弾性板取付ボルト用のバカ穴１０が設けられている。このバカ穴１０は、後述する取付誤差を吸収するものであり、ボルト径に対して充分大きめの穴とする。なおバカ穴１０にかわり小判穴であってもよい。アウタフレーム５０の枠板６間に設けられた支え梁７側には片開先溶接継ぎ手１１が設けられ支え梁７と弾性板４とが溶接により接合されている。
図３において、取付座８と支え梁７の弾性板４取り付け面間には製作上段差や倒れ等の誤差が存在するため、弾性板４に曲げや捩りが作用しないように、弾性板４の支え梁７側を片開先溶接継ぎ手１１による接合とし、且つ弾性板４の取付座８側をボルト締め構造としている。このような構造を採用することによって、従来の取付座８、支え梁７と弾性板４との間に設けたライナによる調整作業なしにアウタフレーム５０とインナフレーム５１との組み合わせ精度を確保することが可能となり、かつ工程が短縮される。
【００１３】
図３に示したように、弾性板４に結合構造にボルト締結構造と片開先溶接継ぎ手構造１１を併用することで、図４に示す取付座８と支え梁７の軸方向の傾き差（θ１−θ２）を弾性板４のバカ穴１０で吸収することができる。なお図４では傾き角度は反時計方向を正とし、θ１＞０、θ２＜０としている。
【００１４】
また図５に示す取付座８の弾性板取付面から支え梁７上面までの正規高さＨからのズレ（ｈ）を弾性板４のバカ穴１０で吸収することができる。
【００１５】
また図６に示す取付座８と支え梁７の半径方向のズレ（δ）は、支え梁７の板厚ｔの範囲で前記弾性板４の片開先溶接継ぎ手１１の位置をずらすことにより吸収することができ、インナフレーム５１とアウタフレーム５０結合時の制約とならない利点がある。
【００１６】
また図７に示す取付座８の弾性板取付面と支え梁７の上面の角度（Ａ）の直角との誤差は、弾性板４の溶接時に位置決めされる弾性板４の倒れで吸収することができる。
【００１７】
なお、取付座８と支え梁７の位置関係は、部品製作時及び組み立て時に強度等に影響を与えないように、それぞれがボアリング３、枠板６に精度良く溶接されている。
【００１８】
以上のように弾性板４をボルト締め構造と溶接構造を併用することで、回転電機固定子外側からの板取付を容易にするとともに、取付座８と支え梁７の弾性板４取り付け面間に製作上発生する段差や倒れ等の誤差が存在しても弾性板４の溶接時の位置決めとバカ穴とにより熟練を要すライナによる調整作業を要することなく取付が可能となる。
なお、弾性板４の取付座８、支え梁７への溶接、ボルト締結作業はフレーム５に設けたマンホールを介して行われる。またアウタフレーム５０とインナフレーム５１とは軸芯を合わせるよう図１の状態で図示省略の専用工具上に設置されている。
【００１９】
実施の形態２．
次に実施の形態２を図に基づいて説明する。
図８は実施の形態２を示すものである。実施の形態１と類似の構造であり、弾性板４の取付座８側に片開先溶接継ぎ手１１が備わり、支え梁７側に弾性板取付ボルト用のバカ穴１０が設けられている。すなわち実施の形態１で示した図３とは、片開先溶接継ぎ手１１およびボルト締結位置を逆にしたものである。ここで、取付座８の板厚を大きくするとボアリング外径つまりインナフレーム外径ｄ２を上げる必要があり、インナフレーム５１とアウタフレーム５０結合時にインナフレーム５１外径ｄ２とアウタフレーム内径ｄ１が干渉せぬ範囲で板厚の増加を行うこととする。
このようにボルト締め構造と溶接構造を併用することで、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
この発明の実施の形態１、２は、回転電機、特にタービン発電機の固定子に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態１の固定子の概略構造を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１の固定子組み合わせ作業を示す見取図である。
【図３】この発明の実施の形態１の弾性板の取付構造を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１のインナフレームとアウタフレームをの組み合わせ誤差を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１のインナフレームとアウタフレームとの組み合わせ誤差を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１のインナフレームとアウタフレームとの組み合わせ誤差を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１のインナフレームとアウタフレームとの組み合わせ誤差を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２の弾性板の取付構造を示す図である。
【図９】従来の回転電機固定子の弾性板取付部を示す見取図である。
【図１０】従来の回転電機固定子製作時の作業方法を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  固定子鉄心、２  コアボルト、３  ボアリング、４  フレーム、６  枠板、
７  支え梁、８  取付座、９  マンホール、１０  バカ穴、１１  片開先溶接継ぎ手、
５０  アウタフレーム、５１  インナフレーム、１００  固定子。
【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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