(57)【要約】【課題】簡易な構造で組立作業を容易にできる回転電機および回転電機の製造方法を提供すること。【解決手段】  本発明の実施形態によれば、回転電機の筐体であって、回転子の回転軸に対する径方向外側から固定子を固定する固定子枠と、嵌合部を有する第一の面および前記第一の面に隣接し基礎に連結される第二の面を具備する支持部と、を備え、前記固定子枠は、前記嵌合部が嵌合する被嵌合部を有すると共に前記第一の面と当接する取付座を外周面に備える。【選択図】図２
2019050701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子枠と、
嵌合部を有する第一の面および前記第一の面に隣接し基礎に連結される第二の面を具備する支持部と、
を備え、
前記固定子枠は、前記嵌合部が嵌合する被嵌合部を有すると共に前記第一の面と当接する取付座を外周面に備える回転電機。
【請求項２】
前記第一の面は、前記第二の面に対して垂直である請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記嵌合部は、前記第一の面から突出する凸部または前記第一の面から陥没する凹部である請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
固定子枠の外周面に備えられた取付座の被嵌合部に支持部の第一の面に設けられた嵌合部を嵌合させて前記取付座に前記支持部を取り付ける取付工程と、
前記支持部の第一の面に隣接する第二の面を基礎に連結させる連結工程と、
からなる回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転電機および回転電機の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機の固定子枠の外周面に設けられた凸部を、支持部に備わった２本の突出部の間に嵌め、その後にボルト締めする方法が知られている。このように固定子枠と支持部を分割する方法を、例えば、発電所などに用いられる大型の回転電機に応用し、固定子枠と支持部を分割して輸送して現地で組み立てることで、大型の回転電機が輸送時に輸送制限を受けることを回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２０５４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の方法を特に大型の回転電機に適用する場合、回転電機の重量を支持部で支えるために固定子枠と支持部とを連結させるためのボルトを多数用いる必要があり、組立作業には多くの時間がかかる。したがって、簡易な構造で組立作業を容易にできる回転電機および回転電機の製造方法が求められている。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、簡易な構造で組立作業を容易にできる回転電機および回転電機の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するために、実施形態の回転電機は、固定子枠と、嵌合部を有する第一の面および前記第一の面に隣接し基礎に連結される第二の面を具備する支持部と、を備え、前記固定子枠は、前記嵌合部が嵌合する被嵌合部を有すると共に前記第一の面と当接する取付座を外周面に備える。
【０００７】
また、上述の課題を解決するために、実施形態の回転電機の製造方法は、固定子枠の外周面に備えられた取付座の被嵌合部に支持部の第一の面に設けられた嵌合部を嵌合させて前記取付座に前記支持部を取り付ける取付工程と、前記支持部の第一の面に隣接する第二の面を基礎に連結させる連結工程と、からなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る回転電機の側面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】実施形態に係る回転電機の支持部の構成を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は固定子枠に取り付けた状態を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態に係る回転電機について、図１および図２を用いて説明する。図１は、実施形態に係る回転電機の側面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図１においては、波線よりも紙面左側は固定子枠１２の外形を示し、波線よりも紙面右側は回転電機１の機内をそれぞれ示している。
【００１０】
図１および図２に示すように、実施形態に係る回転電機１は、例えばタービン発電機であり、回転軸を備えた回転子１０と、固定子１１と、固定子枠１２と、支持部２０から構成される。
【００１１】
回転子１０は、回転軸を有する回転体であり、固定子枠１２の内周側の回転軸方向両端に取り付けられた図示しない軸受によって回転可能に支持される。
【００１２】
固定子１１は、回転軸に対する径方向外側に、空隙１３を介して回転子１０を覆うように固定子枠１２に固定されて設けられる。また、固定子１１は、周方向に複数配置した扇形状の鉄板を軸方向に積層して構成される固定子鉄心の内周側の周方向に、それぞれ軸方向に延びる固定子コイル１４を複数配列して構成される。
【００１３】
固定子枠１２は、回転電機１の筐体であって、回転子１０の回転軸に対する径方向外側から固定子１１を固定する。図２に示すように、固定子枠１２の外周面において、回転子１０の回転軸に対して互いに対称な位置に支持部２０を取り付けるための取付座２３がそれぞれ備えられる。さらに、この取付座２３は、固定子枠１２の長手方向（すなわち、回転子１０の回転軸方向）の位置が異なる一方と他方に１つずつ、合計４つ設けられている。本実施形態では、取付座２３を固定子枠１２の側面（固定子枠１２の長手方向に垂直な断面（例えばＡ−Ａ断面）での両側面）に合計４つ設けるように構成しているが、回転電機１の重量や大きさに応じて、取付座２３の個数を適宜増減させても構わない。
【００１４】
取付座２３は、それぞれ取付面２４を有する。
【００１５】
取付面２４は、支持部２０の第一の面である側面２１に当接する取付座当接面と、この取付座当接面から陥没した被嵌合部である凹部２４ａを備える。取付座２３の取付座当接面は、後述する支持部２０の底面２２に対して垂直であることが好ましい。本実施形態において、回転電機１を支持する固定子枠１２の取付座２３の取付座当接面は、回転電機１が据え付けられた状態での水平面に対する垂直面となっている。
【００１６】
凹部２４ａは、後述する支持部２０の嵌合部である凸部２１ａに対応するように設けられた被嵌合部である。本実施形態では、凹部２４ａは、固定子枠１２の長手方向（回転子１０の回転軸方向）に延びて設けられる。凹部２４ａは、固定子枠１２の長手方向に垂直な断面（例えばＡ−Ａ断面）において矩形となっている。この凹部２４ａは、取付座当接面を回転子１０の回転軸方向に削り出すなどして設ければよい。
【００１７】
支持部２０は、第一の面である側面２１と、嵌合部を構成する凸部２１ａと、第二の面である底面２２と、側面２１の径方向外側面および底面２２の上面にそれぞれ当接する複数のリブ２５から構成される。この支持部２０は、図１に示す波線よりも紙面右側の固定子枠１２の外周が図示されていない部分にも設けられている。すなわち図１および図２では、固定子枠１２の長手方向に垂直な断面（例えばＡ−Ａ断面）において、固定子枠１２の長手方向の片側に２個ずつ、すなわち両側で４個の支持部２０が設けられる。なお、図１および図２の変形例として、４個の支持部２０のうち、少なくとも１つを支持部２０とし、残りは従来の支持部を用いてもよい。また、本実施形態およびその変形例において、この支持部２０を含む回転電機１の支持部は、固定子枠１２の長手方向に垂直な断面（例えばＡ−Ａ断面）において回転電機１の片側に少なくとも１つずつ、すなわち両側で少なくとも２個あればよい。その際に、支持部２０の個数は、取付座２３の数に応じて、適宜増減させればよい。
【００１８】
側面２１は、取付座２３の取付座当接面に当接する当接面を備え、凸部２１ａはこの当接面から突出して設けられる。すなわち、支持部２０の当接面は、側面２１のうち嵌合部である凸部２１ａを除く部分であり、取付座２３の取付座当接面と同様に支持部２０の底面２２に対して垂直であることが好ましい。
【００１９】
凸部２１ａは、取付座２３の凹部２４ａに対応するように設けられた嵌合部である。本実施形態において、凸部２１ａは、凹部２４ａと同様に固定子枠１２の長手方向に延びて設けられるとともに、固定子枠１２の長手方向に垂直な断面（例えばＡ−Ａ断面）において矩形となっている。この凸部２１ａは、側面２１の当接面を回転子１０の回転軸方向に削り出して設けるか、側面２１の当接面に断面が矩形で回転子１０の回転軸方向に延びる部材を溶接して設ければよい。
【００２０】
底面２２は、側面２１に隣接する支持部２０の面であり、基礎３０に連結される。この底面２２は図２に示した部材であっても良いし、後述するリブ２５および側面２１が基礎３０と接する面であってもよい。
【００２１】
リブ２５は、側面２１の当接面の反対側（すなわち、回転電機１の径方向外側）の面と、底面２２の基礎３０に連結される面の反対側（すなわち、上側）の面にそれぞれ当接して設けられ、側面２１と底面２２の連結を補強する補強部材である。
【００２２】
基礎３０は、回転電機１が据え付けられる発電プラントの建屋などに設置されており、このプラントに据え付けられる回転電機１の固定子枠１２の取付座２３に対応する位置に設けられる。本実施形態では、基礎３０は、回転子１０の回転軸方向に延びて設けられ、固定子枠１２の長手方向に垂直な断面（例えばＡ−Ａ断面）において回転電機１の両側に１つずつ、合計２つが対となって設けられている。なお、基礎３０を取付座２３の数と同じだけ、すなわち図１および図２に示した本実施形態では４つ、設ける構成としても構わない。
【００２３】
本実施形態において、基礎３０の上面は水平面となっている。したがって、底面２２が基礎３０に連結されて回転電機１が基礎３０上に据え付けられた状態で、側面２１の当接面は、取付座２３の取付座当接面と同様に鉛直面となる。なお、基礎３０の上面は水平面であることが好ましいが、支持部２０が回転電機１を支持できる構成であれば、この上面が傾斜面であってもよい。
【００２４】
回転子１０の回転軸方向に垂直な断面において、基礎３０の間の回転電機１が据え付けられる部分は基礎３０の上面よりも下方に掘り込まれている。すなわち、基礎３０は、固定子枠１２の外周面から回転子１０の回転軸に対する径方向外側に設けられており、固定子枠１２が水平投影面において基礎３０と干渉しない構成となっている。固定子枠１２と基礎３０との配置に関する構成は、水平投影面において固定子枠１２と基礎３０とが干渉しないことが好ましいが、支持部２０が回転電機１を支持できる構成であれば、この配置でなくとも良い。
【００２５】
次に、支持部２０の固定子枠１２への取り付けと、支持部２０の基礎３０への連結について、図３を用いて説明する。図３は、実施形態に係る回転電機の支持部の構成を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は固定子枠に取り付けた状態を示す概略図である。
【００２６】
支持部２０は、支持部２０の当接面と取付座２３の取付座当接面とを互いに当接させ、かつ取付座２３の凹部２４ａに支持部２０の凸部２１ａを嵌合するように取付座２３に取り付けられる。すなわち、支持部２０の凸部２１ａを、回転子１０の回転軸方向から取付座２３の凹部２４ａに挿入して支持部２０の凸部２１ａと取付座２３の凹部２４ａを嵌合させる。
【００２７】
支持部２０を固定子枠１２に取り付けた後に、底面２２が基礎３０に連結される。具体的には、固定子枠１２の長手方向に対する一方に設けられた基礎３０に固定子枠１２の一方の側面の取付座２３に取り付けられた２つの支持部２３の底面２２が連結され、固定子枠１２の長手方向に対する他方に設けられた基礎３０に固定子枠１２の他方の側面の取付座に取り付けられた２つの支持部２３の底面２２が連結される。これら一連の組み立て手順により、回転電機１は、固定子枠１２に取り付けられ、かつ基礎３０に固定された支持部２０に支持される。このようにして、回転電機１が基礎３０に据え付けられる。
【００２８】
回転電機１が基礎３０に据え付けられると、固定子枠１２の長手方向に垂直な断面（例えばＡ−Ａ断面）において、基礎３０の間の基礎３０の上面よりも掘り込まれた空間に回転電機１の固定子枠１２のうちの取付座２３よりも下側の部分が収まる。回転電機１を基礎３０に据え付けた後、この、基礎３０の間の基礎３０の上面よりも掘り込まれた空間を利用して基礎３０の間の回転電機１の固定子枠１２の下側から回転電機１にアクセスして、電気回路の組立接続作業などを実施する。
【００２９】
上述した実施形態によれば、取付座２３に嵌合部（凸部２１）を、固定子枠１２に被嵌合部（凹部２４ａ）をそれぞれ設け、固定子枠１２と支持部２０とを嵌合させて取り付けることで、ボルトを用いなくとも固定子枠１２を基礎３０に固定して回転電機１を基礎３０に据え付けることができる。したがって、簡易な構造で組立作業を容易に実施できる。また、嵌合部である凸部２１ａと被嵌合部である凹部２３ａは回転子１０の軸方向に延びており、その加工は容易に実施できる。したがって、例えば補修の際に固定子枠１２および支持部２０に加工を施せば、既設の設備にも適用が可能となる。
【００３０】
なお、上述した実施形態において、凸部２１ａは側面２１に設けられたが、取付面２４に被嵌合部として凸部を、側面２１に嵌合部として凹部を設けてもよい。また、凸部２１ａの断面（Ａ−Ａ断面）は、回転電機１を固定子枠１２を介して支持できる任意の形状を採用すればよく、例えば、側面２１から取付座２３に向かって拡がる台形や、側面２１から取付座２３に向かって突出する三角形であってもよい。
【００３１】
さらに、本実施形態において、側面２１と取付面２４をボルト締めする構成としてもよい。この場合、側面２１の当接面および取付面２４の取付座当接面の対応する位置に、ボルトを貫通させるようにボルト穴を複数設ける。すなわち、これらのボルト穴は、側面２１の当接面および取付面２４の取付座当接面の長手方向（回転子１０の回転軸方向）にそれぞれ複数設けられる。
【００３２】
上記の構成を備える場合、側面２１の当接面および取付面２４の取付座当接面にそれぞれ設けられたボルト穴が、互いに対応する位置（すなわち、ボルトを貫通させられる位置）に備わるように支持部２０の凸部２１ａと、固定子枠１２の取付座２３の凹部２４ａとを嵌合させる。その後、これらのボルト穴をボルト締めして、支持部２０を固定子枠１２に取り付ける。
【００３３】
このように、本実施形態において側面２１と取付面２４をボルトにより締結する構成とする場合であっても、固定子枠１２と支持部２０とを嵌合させて取り付ける構成となっていることにより、使用するボルトの本数を少なくでき、ボルトでの締結によって固定子枠１２への支持部２０の取り付けを強固にできる。
【００３４】
以上説明したように各実施形態によれば、簡易な構造によって容易に組立作業や据付作業が実施できる回転電機およびその製造方法を提供することができる。
【００３５】
本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３６】
１．回転電機、１０．回転子、１１．固定子、１２．固定子枠、１３．空隙、１４．固定子コイル、２０．支持部、２１．側面、２１ａ．凸部、２２．底面、２３．取付座、２４．取付面、２４ａ．凹部、２５．リブ、３０．基礎
【図１】
2019050701.tif 000003
【図２】
2019050701.tif 000004
【図３】
2019050701.tif 000005