(57)【要約】【課題】回転電機の大容量化に伴う回転電機重量の増加や運転中の騒音増大の問題を解決し、回転電機設置場所までの輸送上の制約を受けにくい回転電機を提供する。【解決手段】電機子巻線２が装着された電機子鉄心１の外周には中央部冷却風導３、端部冷却風導４及びそれらを連結する通風ダクト５ａが設けられ、電機子鉄心１は弾性支持部材７を介して固定ベース６に取り付ける。固定ベース６の周囲及び下面には、脱着可能な吸音パネル９を取り付ける。さらに、電機子鉄心１および中央部冷却風導３、端部冷却風導４及びそれらを連結する通風ダクト５ａを覆うように内面に吸音材を張り付けた電機子カバー８を固定ベース６上に取り付ける。【選択図】図１
2008245351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子鉄心に電機子巻線を装着して構成した電機子と、前記電機子鉄心の内周側に配設された回転子とを備え、前記電機子の外周側に設けられた通風ダクトと前記回転子および前記電機子にて形成されるガス流通路に冷却ガスを流通させて機内の冷却を行うよう構成した回転電機において、
弾性支持部材を介して前記電機子を固定ベースに取り付けたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記弾性支持部材は、前記電機子鉄心の軸方向に移動可能なスライド機構を有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記電機子鉄心の軸方向中央部位置で前記弾性支持部材を介して前記電機子を前記固定ベースに取り付け、さらに、軸方向両端近くで前記固定ベースに対して軸方向に移動可能に当該電機子を支持すること、を特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記電機子鉄心の側面部に前記弾性支持部材を取り付けること、を特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項５】
前記固定ベースの表面に着脱可能な吸音部材を付設したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記電機子を覆うように、前記固定子を介さずに前記固定ベースに電機子カバーを設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項７】
前記電機子カバーの内面に吸音部材を付設したことを特徴とする請求項６に記載の回転電機。
【請求項８】
回転子を取り囲んで配置される電機子鉄心に電機子巻線を装着して構成した電機子を備え、前記電機子の外周側に設けられた通風ダクトと前記回転子および前記電機子にて形成されるガス流通路に冷却ガスを流通させて機内の冷却を行うよう構成した回転電機の固定子において、
弾性支持部材を介して前記電機子を固定ベースに取り付けたことを特徴とする回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン発電機に代表される大容量の回転電機およびその固定子に関し、特に、機内に冷却ガスを流通させる構造を有する回転電機およびその固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タービン発電機や大型電動機等の回転電機においては、電磁鋼板を積層して形成した電機子鉄心に電機子巻線を装着した電機子を固定子枠に支持して一体化構成した固定子と、界磁コイルを装着した界磁鉄心を回転軸の外周に配設した回転子を備えて構成されている。また、電機子及び回転子の冷却は、主に固定子枠、電機子および回転子とで形成される機内ガス流路に冷却ガスを循環させることにより行っている。
【０００３】
一方、冷却ガスが機内を循環することにより騒音が発生するため、一般に、固定子枠で騒音を減衰させる構造がとられている。
【０００４】
ここで、容量の増大に伴い、回転子の界磁との間に働く磁気吸引力によって電機子に発生する電磁振動が増大する。そのため、電機子を固定子枠に支持するにあたっては、小容量機を除いて、電機子と固定子枠との間を振動絶縁するために板ばね等を介挿した弾性支持構造を採用している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−９２７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した回転電機においては、固定子の寸法及び重量は、主に回転電機の容量により決定される電機子の寸法に概略比例し、また、電機子および回転子の冷却に必要な冷却ガス流量も同様に概略比例するため、容量の増大に伴って、回転電機全体の重量が増大する。
【０００６】
このため、回転電機の設置場所や立地条件によっては輸送時の重量を低減するために分割輸送できる構造を採用する等の輸送制限対策が必要となる。また、騒音を低減させるためには、固定子枠の周囲に防音カバーを設置する等の環境対策を行なう必要がある。このような容量の増大に伴い、回転電機の重量増大や騒音増大を招き、重量低減及び騒音低減を満足させるよう対策を講じる必要があった。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、輸送制限対策、重量低減対策、騒音低減対策を施した回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る回転電機は、電機子鉄心に電機子巻線を装着して構成した電機子と、前記電機子鉄心の内周側に配設された回転子とを備え、前記電機子の外周側に設けられた通風ダクトと前記回転子および前記電機子にて形成されるガス流通路に冷却ガスを流通させて機内の冷却を行うよう構成した回転電機において、弾性支持部材を介して前記電機子を固定ベースに取り付けたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る回転電機の固定子は、回転子を取り囲んで配置される電機子鉄心に電機子巻線を装着して構成した電機子を備え、前記電機子の外周側に設けられた通風ダクトと前記回転子および前記電機子にて形成されるガス流通路に冷却ガスを流通させて機内の冷却を行うよう構成した回転電機の固定子において、弾性支持部材を介して前記電機子を固定ベースに取り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、電機子鉄心に電機子巻線を装着して構成した電機子を、弾性支持部材を介して直接固定ベースに取り付け固定する構造にした。これにより、従来電機子を支持固定していた固定子枠が不要となり、輸送時の重量低減を図ることができるとともに、運転中に電機子鉄心に生じる電磁振動も弾性支持部材により吸収することができる。したがって、固定ベースへの振動伝播を抑制することができるため、騒音を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る回転電機の代表的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
本発明の回転電機に係る第１の実施形態について、図１、図２を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る回転電機の縦部分断面図を示しており、また、図２は、図１のII−II線に沿う横断面図である。
【００１３】
図１において、電機子巻線２が装着された電機子鉄心１の外周には中央部冷却風導３、端部冷却風導４及びそれらを連結する通風ダクト５ａ、５ｂ、５ｃが設けられている。電機子鉄心１は、弾性支持部材７を介して固定ベース６に取り付けられている。弾性支持部材７は、電機子鉄心１の軸方向両端近くの側面に配置されている。固定ベース６の周囲及び下面には、吸音パネル９が取り付けられている。また、電機子鉄心１および中央部冷却風導３、端部冷却風導４及び通風ダクト５ａを覆うように、内面に吸音材を張り付けた電機子カバー８が固定ベース６上に設置されている。
【００１４】
一方、回転子１１にはファン１２が取り付けられており、ファン１２によって昇圧された冷却ガスは、端部冷却風導４から通風ダクト５ａ、５ｂを通り、中央部冷却風導３内を循環し、電機子巻線２、電機子鉄心１及び機内構造物を冷却する。
【００１５】
冷却ガスが流れることによって発生した騒音は、冷却風導３、４、および通風ダクト５ａ、５ｂ、５ｃを透過する際に低減され、さらに電機子カバー８を透過する際に吸音パネル９により低減される。同様に、固定ベース６を透過する際にも、固定ベース６の表面に設けられた吸音材により騒音が低減される。
【００１６】
また、回転子１１に基づく磁気吸引力によって発生する電機子鉄心１の楕円モードの電磁振動は、弾性支持部材７により減衰し、固定ベース６及び電機子カバー８にはほとんど伝達しない。
【００１７】
本実施形態においては、電機子カバー８の内面には冷却ガスが触れないため、パンチングメタルやエキスパンドメタルなどの多数の貫通孔を有する鋼鈑で固定したグラスウール、ロックウールなどの吸音材を使用することができ、通常の鋼鈑を使用した場合に発生する電機子カバー内での音の反射を抑制することが可能となり、その結果、電機子カバー８の外面の鋼鈑厚さを増加することなく、電機子カバー８から外部に透過する騒音を低減することができる。
【００１８】
また、電機子外周に取り付けられた通風ダクト５ａ、５ｂ、５ｃは、冷却ガス流路を形成するだけであり、薄い鋼鈑等で十分機能を満足できる。したがって、騒音を低減するために、回転電機全体の重量を増加する必要がない。
【００１９】
さらに、電機子カバー８は回転電機を構成する回転子や電機子等の部品とは別に製作できるため、屋外設置やその他の特殊条件に対応した構成材料の選定など自由度が大きくなる。また、電機子カバー８は、固定ベース６上にボルト等の分解、組立が容易な締結部品で取り付けることができるため、輸送可能重量や寸法に制限がある場所に回転電機を設置する場合は、取り外して輸送することができる。
【００２０】
なお、本実施形態においては、ガスクーラ１０を設置した構成としたが、ガスクーラ１０の代わりにフィルタ、サイレンサ等を設置して外気を冷却ガスとして利用する構成としても良い。
【００２１】
（第２の実施形態）
本発明の回転電機に係る第２の実施形態について、図３を用いて説明する。
【００２２】
図３は、本実施形態に係る回転電機の縦部分断面図である。ここで、第１の実施形態と同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２３】
第１の実施形態で説明した図１の構成において、電機子鉄心１が軸方向に長い場合や電機子巻線２の運転時の温度上昇が大きい回転電機の場合は、回転電機が運転されると、電機子鉄心１、電機子巻線２の温度が上昇することにより、電機子鉄心１が軸方向に熱膨張して固定ベース６より相対的に長くなる。
【００２４】
このため、電機子鉄心１の両端部に弾性支持部材７を配置した場合は、弾性支持部材７上部の電機子側固定部と下部のベース側固定部の位置がずれてしまい、その結果、弾性支持部材７に曲げの力が働き、電機子鉄心１が長い場合や電機子鉄心２の温度上昇値が大きい場合は、運転と停止を繰り返すと繰り返し曲げ応力による疲労破壊の恐れが生じる。
【００２５】
このため、本実施形態においては、電機子鉄心１が軸方向に長い回転電機の場合、図３に示すように、電機子を固定ベース６に支持固定する弾性支持部材７を電機子中央部に配置するとともに、電機子鉄心１の軸方向両端部には電機子鉄心の軸方向に移動可能な弾性支持部材７ａを設けて、運転中の電機子鉄心１の軸方向の伸びに追従できるように電機子鉄心１と固定ベース６とを支持する。
【００２６】
ここで、弾性支持部材７は電機子鉄心１の中央部に配置して固定することで運転中の電機子鉄心１の軸方向中心部位置の熱膨張による軸方向の移動の影響を防止することができる。また、弾性支持部材７ａは、電機子鉄心１と固定ベース６との各支持部に、電機子鉄心１の軸方向移動に対して弾性支持部材７ａが各支持点を中心として回転する回転機構を有しており、電機子鉄心１の軸方向の移動に対して、曲げ応力の発生を防ぐ、または曲げ応力を低減することができる。
【００２７】
また、回転機構に替えて、弾性支持部材７ａにスライド機構を持たせて、電機子鉄心１の軸方向移動に対して、電機子鉄心１または固定ベース６の支持点が軸方向にスライドするように構成しても、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る回転電機の縦部分断面図。
【図２】図１のII−II線に沿う横断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る回転電機の縦部分断面図。
【符号の説明】
【００２９】
１：電機子鉄心
２：電機子巻線
３：中央部冷却風導
４：端部冷却風導
５ａ、５ｂ、５ｃ：通風ダクト
６：固定ベース
７、７ａ：弾性支持部材
８：電機子カバー
９：吸音パネル
１０：ガスクーラ
１１：回転子
１２：ファン
【図１】
2008245351.tif 000003
【図２】
2008245351.tif 000004
【図３】
2008245351.tif 000005