(57)【要約】【課題】ラジアルファンとコイルエンドカバーとの間の隙間からの冷却風の漏れを防止することにより、回転電機の冷却効率を向上させる。【解決手段】回転子端部には冷却風を発生させるためのラジアルファン３を取付けるとともに、回転子に対向配置された固定子コア７にはコイルエンドカバー８を設ける。更にラジアルファン３には風止め板９を取付けるとともに、この風止め板９とコイルエンドカバー８との隙間部分には潤滑流体１０を封入することにより、コイルエンドカバー８の内部と外部との空気圧力の差による冷却風の漏洩を防止する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子端部には冷却風を発生させるためのラジアルファンを取付けるとともに、上記回転子に対向配置された固定子にはコイルエンドカバーを設け、上記ラジアルファンには風止め板を取付けるとともに、この風止め板と上記コイルエンドカバーとの隙間部分には潤滑流体を封入したことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
回転子端部には冷却風を発生させるためのラジアルファンを取付けるとともに、上記回転子に対向配置された固定子にはコイルエンドカバーを設け、上記ラジアルファンには風止め板を取付けるとともに、この風止め板と上記コイルエンドカバーとの隙間部分には高粘度材料を封入したことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば水力発電所に用いられる発電機又は発電電動機に関するものであり、特に発電機又は発電電動機の各部を冷却するためのラジアルファンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転子に取付けられた回転体であるラジアルファンと、静止体であるコイルエンドカバーの間には、回転中の接触を避ける目的から２０ｍｍ程度の隙間を持って組み立てられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−７８３９０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のラジアルファンは以上のように構成されているので、コイルエンドカバーの内部と外部に圧力差が生じるため、ラジアルファンとコイルエンドカバーとの間の隙間から冷却風が逆流し、冷却風が漏洩する（この冷却風の漏洩を２次流れと呼ぶ）という問題点があった。
この２次流れの発生は、ラジアルファンの効率を低下させるだけで無く、コイルエンドカバーの内部空気圧力を低下させ、回転電機の冷却性能を低下させる原因になっていた。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、ラジアルファンの２次流れを最小限に抑えることにより、冷却風量を増大させ、回転電機の冷却効率を向上させるとともに、回転電機の性能を向上させることができるラジアルファンを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る回転電機は、回転子端部には冷却風を発生させるためのラジアルファンを取付けるとともに、回転子に対向配置された固定子にはコイルエンドカバーを設け、ラジアルファンには風止め板を取付けるとともに、この風止め板とコイルエンドカバーとの隙間部分には潤滑流体を封入したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による回転電機を示す側面図、図２はラジアルファン部を示す側面図である。
図において、回転電機の回転軸１の外周には回転子リム２が取付けられており、回転子リム２の上下にはラジアルファン３が取付けられている。
図３（ａ）はラジアルファン３を示す正面図、図３（ｂ）は側面図であり、図に示すように、ラジアルファン３はほぼ等ピッチに配置されたファンブレード３ａと、一円のリング構造である上板３ｂと下板３ｃから構成されている。
又、ラジアルファン３の外周はシュラウド４により覆われている。
【０００８】
磁極５は回転子リム２の外周に取付けられており、電機子巻線６は磁極５からの磁束の鎖交により電力を発生する。固定子コア７は電機子巻線６を保持するとともに、磁束の流れを形成しており、コイルエンドカバー８はラジアルファン３からの冷却風の流れをガイドしている。
【０００９】
更に風止め板９がラジアルファン３に取付けられている。ラジアルファン３からの冷却風の流れをガイドするコイルエンドカバー８の先端には潤滑流体１０が封入されており、風止め板９の先端は潤滑流体１０の内部に挿入されている。
【００１０】
次に動作について説明する。
回転電機の運転時には、例えば水車発電機では水車からの駆動力により回転軸１，回転子リム２，ラジアルファン３，磁極５及び風止め板９が回転する。回転速度が定格速度に上昇した後、磁極５に直流電流を流し電機子巻線６の周りに回転磁界を発生させる。この回転磁界が電機子巻線６と鎖交することにより、電機子巻線６には電流が流れ、電力が発生する。
このとき、磁極５及び電機子巻線６においては、導体に電流が流れることにより、抵抗損失が発生するとともに、固定子コア７には磁束が鎖交することにより、損失が発生し、熱が発生することとなる。
【００１１】
ラジアルファン３が回転すると、ファンブレード３ａの内外径の周速の差により圧力差が生じ、図２に示すように、ラジアルファン３の内径側から外径側に向かって冷却風が流れるとともに、コイルエンドカバー９で囲まれた内部は空気圧力が上昇する。
コイルエンドカバー９の内部の空気圧力が上昇することで、固定子コア７に設けられたダクト内を冷却風が通り抜け、磁極５，電機子巻線６及び固定子コア７に冷却風が当たり、各部の温度上昇を適正範囲に抑えることができる。
【００１２】
このように、コイルエンドカバー８の内部と外部との間には圧力差が生じることになるが、風止め板９の先端が潤滑流体１０の内部に挿入されているため、冷却風の漏れは潤滑流体１０によって阻止され、冷却風の漏洩を完全に抑制することができる。
また、風止め板９の先端は潤滑流体１０の内部で回転することになるが、流体中での回転となるため、若干の攪拌による損失は発生するものの、過熱や騒音の発生を考慮する必要はない。
【００１３】
以上のように、この発明によれば、回転体である風止め板９と静止体であるコイルエンドカバー８の隙間部分には潤滑流体１０が介在しているため、コイルエンドカバー８の内部と外部の空気圧力の差による２次流れを完全に無くすることができる。
これにより、２次流れの発生に伴うラジアルファン３の効率の低下を抑制できるとともに、コイルエンドカバー８の内部空気圧力の低下を抑え、冷却風量の低下を抑制することができる。
【００１４】
図４は他の形態によるラジアルファン部を示す側面図であり、図に示すように、風止め板９側に潤滑流体１０を封入するように構成してもよい。
【００１５】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図５に基づいて説明する。
上述した実施の形態１においては、風止め板９とコイルエンドカバー８との摺動部における封入部材として潤滑流体を使用した例を示した。
そして潤滑流体の種類としては、水，潤滑油等が考えられるが、これらの材料は時間の経過とともに、蒸発や飛散等が生じ、量が減少することが考えられる。このため定期的に潤滑流体を補充する必要がある。
【００１６】
これに対して本実施形態では、潤滑流体の代わりに樹脂又は粘土等の高粘度材料を使用するものである。
この場合、回転電機の回転に伴い、風止め板９が回転すると、高粘度材料１１は風止め板９の回転する範囲だけ削り取られた状態となり、その状態が保持される。このため風止め板９とコイルエンドカバー８の間はごく微小量の隙間で保たれた状態となる。
【００１７】
このとき、コイルエンドカバー８の内部と外部の空気圧力の差により、風止め板９と高粘度材料１１の間の微小隙間から、少量の冷却風の漏洩が発生するが、この漏れはほとんど無視できる程度のものである。よって、２次流れの発生に伴うラジアルファン３の運転効率の低下を抑制することができるとともに、コイルエンドカバー８の内部空気圧力の低下を抑えることにより、冷却効率の低下を抑制することができる。
また、高粘度材料１１は蒸発や飛散等が発生することがないので、減ることもなく、定期的な補充作業が不要となり、保守性を向上することができる。
【００１８】
以上のように、本実施形態によれば、潤滑流体の代わりに、高粘度材料１１を用いることで、蒸発や飛散等に伴う量の低下を抑え、定期的な補充作業が不要となり、保守性に優れた構成とすることができる。
【００１９】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る回転電機によれば、回転子端部には冷却風を発生させるためのラジアルファンを取付けるとともに、回転子に対向配置された固定子にはコイルエンドカバーを設け、ラジアルファンには風止め板を取付けるとともに、この風止め板とコイルエンドカバーとの隙間部分には潤滑流体を封入したので、ラジアルファンの２次流れを完全に抑制し、ラジアルファンの冷却効率を向上することができるとともに、コイルエンドカバーの内部空気圧力の低下を抑え、冷却風量の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による回転電機を示す側面図である。
【図２】ラジアルファン部を示す側面図である。
【図３】ラジアルファンを示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図４】ラジアルファンを示す側面図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるラジアルファン部を示す側面図である。
【符号の説明】
３  ラジアルファン、８  コイルエンドカバー、９  風止め板、１０  潤滑流体、１１  高粘度材料。
【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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