(57)【要約】【課題】分割構造を採用して輸送時の最大寸法を抑制しつつ、組み立て時における組み立て精度を容易に確保できる回転電機の提供を目的とする。【解決手段】円筒形の固定子と、この固定子の外周を取り囲んで固定子を保持する中央フレーム１と、固定子の線輪端部４と冷却器７を囲う両端部フレーム２とをボルト１２で締結する構造とすることにより、装置全体の寸法が大きくなっても個別部品の最大寸法を小さくでき、同時に組み立て精度を確保することもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の固定子と、回転子と、前記固定子の軸方向両端部に前記固定子及び回転子を冷却する冷却器を備えるタービン発電機において、前記固定子の外周を取り囲んで前記固定子を保持する中央フレームと、前記固定子の線輪端部と前記冷却器を囲う両端部フレームとがボルトで締結されている回転電機。
【請求項２】
前記中央フレーム端部と前記両端部フレームの前記ボルトで締結する結合部分はインロー構造である請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記結合部分にノックピンを備えた請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記ボルトはリーマボルトである請求項１に記載の回転電機。
【請求項５】
前記結合部分の一部を溶接する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固定子及び回転子を冷却するための冷却装置を備えた回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電所などで使用するタービン発電機は、通常、工場で製造して発電施設へ輸送して据え付ける。
近年、タービン発電機は高出力化の要求に伴い大型化しており、製作工場から発電所等、据付地までの輸送方法が問題となることが多い。すなわち、沿岸部の据付地には船舶で輸送可能であるが、内陸部へは港からトラックや鉄道等により輸送しなければならない。
トラックや貨車に積載するには、大型のタービン発電機の全長を短くし、単一部品の重量、寸法を小さくしなければならない。
このような回転電機として、例えば特許文献１のような、冷却装置を固定子鉄心の外周部に設けた構造の回転電機が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−２６１４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トラックによるタービン発電機の輸送は、タービン発電機の大きさや重量から車種や走行ルートが限られて運搬費が高額となるため、可能であれば鉄道輸送が好ましい。
鉄道輸送の場合、トンネル通過の関係上、タービン発電機の長さだけでなく横幅についても寸法制限が設けられている。
したがって従来は、一定寸法以上の回転電機は、固定子の両端部に設けた冷却器を囲うフレーム部を分解し輸送していた。
しかしながら、分解後においてもこの部分の径方向の最大寸法は固定子の中央部の径方向の寸法に比べて大きいため、さらなる縮小化が必要であった。
タービン発電機を軸方向に分割することにより、最大重量部である固定子鉄心を含むフレーム中央部を最小寸法とすることが可能であるが、タービン発電機の軸受間距離は３〜１０ｍにも及び、部品同士の結合時の僅かなひずみが結合後の回転電機のアライメントに大きく影響する。
すなわち、分割部を溶接すると溶接ひずみを生じ、タービン発電機の両端部に位置して回転子を支持する軸受のアライメントがずれるという問題があった。
【０００５】
この発明は上述のような問題を解決するためになされたものであり、分割構造を採用して、輸送時の最大寸法を抑制しつつ、組み立て時における組み立て精度を容易に確保できる回転電機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回転電機は、円筒形の固定子と、回転子と、固定子の軸方向両端部に固定子及び回転子を冷却する冷却器を備えるタービン発電機において、固定子の外周を取り囲んで固定子を保持する中央フレームと、固定子の線輪端部と冷却器を囲う両端部フレームとがボルトで締結されているものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る回転電機は、固定子の外周を取り囲んで固定子を保持する中央フレームと、固定子の線輪端部と冷却器を囲う両端部フレームとがボルトで締結されているものなので、溶接による歪みを回避して安定した結合状態を確保できる。
また、タービン発電機の輸送時の最大寸法を縮小することが可能であり、かつ１部品あたりの重量が軽くなるため、鉄道輸送時に貨車や線路等への負荷を軽減する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の回転電機の実施の形態１における側面図である。
【図２】この発明の回転電機の実施の形態１における中央部の断面図である。
【図３】この発明の回転電機の実施の形態１における正面図である。
【図４】この発明の回転電機の実施の形態１における側面図（輸送時、軸方向に３分割）である。
【図５】この発明の回転電機の実施の形態１における正面図（冷却器分離時）である。
【図６】この発明の回転電機の実施の形態１におけるボルト締結部の一例を示す図である。
【図７】この発明の回転電機の実施の形態１における中央フレームの正面図と要部拡大図である。
【図８】この発明の回転電機の実施の形態１における端部フレームのボルト結合部の正面図と要部拡大図である。
【図９】この発明の回転電機の実施の形態１におけるボルト締結部の要部断面図である。
【図１０】この発明の回転電機の実施の形態２におけるボルト締結部（インロー構造併用）の要部断面図である。
【図１１】この発明の回転電機の実施の形態３におけるボルト締結部（インロー構造、ノックピン併用）の要部断面図である。
【図１２】この発明の回転電機の実施の形態４におけるボルト締結部（リーマボルト使用）の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図を用いて説明する。図１はタービン発電機１００の側面図である。
図２はタービン発電機１００の中央部の断面図であり、図３は正面図である。線輪を巻回した円筒形の固定子鉄心３が中央フレーム１の内部に収納され、その両端には、線輪端部４とタービン発電機１００の内部を冷却する冷却器７を収納する端部フレーム２が接続されている。
２つの端部フレーム２の軸方向外側端部には、固定子鉄心３の内周側に挿入されて回転する回転子５を支持する軸受６が設けられている。
【００１０】
回転子５が固定子鉄心３の中でスムーズに回転して効率よく発電するためには、端部フレーム２と中央フレーム１は精度良く結合されていなければならない。
図４は、タービン発電機１００の輸送時に３分割した状態を示す図である。また、図５は、端部フレーム２から冷却器７を分離した状態を示す正面図である。
タービン発電機は、発電所で使用するものであるが、大型のものは分解しなければ製作工場から輸送できない。そこで、本実施の形態１では、現地組み立て時にボルト１２を用いて、中央フレーム１と端部フレーム２を結合することとした。輸送時は、図４に示すように中央フレーム１と端部フレーム２を分割し、中央フレーム１の端部から突出する線輪端部４に輸送カバー８を取り付けて輸送する。
図６は、タービン発電機１００を組み立てる時にボルト１２で締結する場所を示す図である。実際には、丸印の部分を含む周方向、全周を締結する。
また、図７（ａ）は中央フレーム１の正面図、図７（ｂ）はその要部であるＣ１部の拡大図であり、図８（ａ）は端部フレーム２の結合部の正面図、図８（ｂ）はその要部であるＣ２部の拡大図である。
そして図９は、ボルト締結部の要部断面図である。
【００１１】
各図に示すように、中央フレーム１の端部と端部フレーム２の一端面を円状に所定の数のボルト１２で締結することにより、溶接による歪みを回避して安定した結合状態を確保できる。
また、タービン発電機の輸送時の最大寸法を縮小することが可能であり、かつ１部品あたりの重量が軽くなるため、鉄道輸送時に貨車や線路等への負荷を軽減する効果がある。
さらに、従来鉄道輸送が不可であったためトラック輸送としていた際の車両から排出される二酸化炭素が削減される。
さらに、フレーム分割状態において機内の部品組立作業を実施することにより作業性の向上と作業時間の短縮を図ることができる。
【００１２】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。図１０は、本実施の形態２における中央フレーム１と端部フレーム２のボルト締結部の要部断面図である。実施の形態１で説明したボルト締結構造と合わせて、ボルト締結部にインロー構造９を採用して、ボルト締結前に位置決め精度の向上を図っている。図１０に示すように、中央フレーム１の端部、ボルト締結面に環状の凸部を設け、端部フレーム２のボルト締結面に環状の凹部を設けることによって、中央フレーム１と端部フレーム２とのアライメントを取っている。
これにより、重量が数百トンに及ぶタービン発電機１００であっても、現地で精度良く組み立てることができる。
【００１３】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図を用いて実施の形態２と異なる部分を中心に説明する。図１１は、本実施の形態３における中央フレーム１と端部フレーム２のボルト締結部の要部断面図である。実施の形態２で説明したインロー構造と合わせて、ボルト締結部にノックピン１０を打ち込んでいる。これにより中央フレーム１と端部フレーム２のボルト締結前に軸方向の位置決め精度のみならず、周方向の位置決めもおこなうことができる。
これにより、ボルト締結前に中央フレーム１と端部フレーム２の位置関係を精度良く決定することができる。
【００１４】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。図１２は、本実施の形態４における中央フレーム１と端部フレーム２のリーマボルト締結部の要部断面図である。実施の形態１で説明したボルト１２に替えて、本実施の形態４ではリーマボルト１１を採用している。
これにより、インロー構造やノックピンを用いなくても中央フレーム１と端部フレーム２の位置関係を精度良く決定することができる。
なお、上述の各実施の形態では、中央フレーム１と端部フレーム２との結合はすべてボルト１２又はリーマボルト１１のみで行ったが、回転電機の軸方向及び周方向のアライメントに影響を及ぼさない範囲で溶接を併用しても良い。これにより、ボルト１２、リーマボルト１１の締結箇所を少なくすることができる。
【符号の説明】
【００１５】
１００  タービン発電機、１  中央フレーム、２  端部フレーム、３  固定子鉄心、
４  線輪端部、５  回転子、６  軸受、７  冷却器、８  輸送カバー、
９  インロー構造、１０  ノックピン、１１  リーマボルト、１２  ボルト。
【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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