(57)【要約】【課題】固定部材を加温する際の熱損失を低減させ、固定部材の硬化に要する時間を短縮可能な固定子コイルの固定装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、固定子コイルの固定装置は、回転電機の円筒状の固定子鉄心１内面に形成された鉄心スロット６内に収納される固定子コイル３を、所定温度以上で硬化する固定部材としてのコンフォーミング材４により固定する。この固定子コイルの固定装置は、鉄心スロット６の近傍に設置され、コンフォーミング材４を加温する加温部材としての複数の中空の棒状温水供給管１０を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の円筒状の固定子鉄心内面に形成された鉄心スロット内に収納される固定子コイルを、所定温度以上で硬化する固定部材により固定する固定子コイルの固定装置であって、
前記鉄心スロットの近傍に設置され、前記固定部材を加温する加温部材を備えたことを特徴とする固定子コイルの固定装置。
【請求項２】
前記加温部材は、内部に温水が流通可能な複数の中空の棒状温水供給管であり、これらの棒状温水供給管は、前記鉄心スロットの各々の近傍に設置したことを特徴とする請求項１に記載の固定子コイルの固定装置。
【請求項３】
前記棒状温水供給管の外周面の長さ方向に一定間隔をあけて配置されて、前記棒状温水供給管内を流れる温水を加熱する外周面ヒータを備えたことを特徴とする請求項２に記載の固定子コイルの固定装置。
【請求項４】
前記加温部材は、内管及び外管を備えた二重管状に形成され、かつ前記内管と前記外管との間の環状部に温水が流通可能な環状温水供給管であり、この環状温水供給管の外管の外周面が前記鉄心スロットの開口部全体を覆うように設置したことを特徴とする請求項１に記載の固定子コイルの固定装置。
【請求項５】
前記環状温水供給管の内管の内周面の径方向及び軸方向にそれぞれ一定間隔をあけて配置され、前記環状温水供給管内を流れる温水を加熱する内周面ヒータを備えたことを特徴とする請求項４に記載の固定子コイルの固定装置。
【請求項６】
前記回転電機の内部全体に温風を供給して加温する温風供給管と、
前記温風供給管に温風を供給する温風供給源と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の固定子コイルの固定装置。
【請求項７】
回転電機の円筒状の固定子鉄心内面に形成された鉄心スロット内に収納される固定子コイルを、所定温度以上で硬化する固定部材により固定する固定子コイルの固定方法であって、
前記固定部材を加温する加温部材を前記鉄心スロットの近傍に設置する加温部材設置工程と、
前記加温部材を加温する加温工程と、
を有することを特徴とする固定子コイルの固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転電機の固定子コイルの巻線時に、鉄心スロット内に固定部材により固定子コイルを固定するための固定子コイルの固定装置及びその固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は一般の発電機における固定子コイルの構造を示す拡大横断面図である。図８に示すように、固定子鉄心１の鉄心スロット６内には、熱硬化性樹脂からなるコンフォーミング材（以下、固定部材ともいう。）４と、このコンフォーミング材４により固定される固定子コイル３と、コンフォーミング材４に挟まれたスペーサ２とが設置される。
【０００３】
固定子コイル３の巻線時には、鉄心スロット６内にコンフォーミング材４で固定子コイル３を固定し、かつこの固定子コイル３が対向する部材に対して接触面圧を均一化するため、コンフォーミング材４を硬化している。このコンフォーミング材４は、所定温度以上の雰囲気を長時間保持することにより硬化する。
【０００４】
図９はコンフォーミング材４を硬化するための従来の装置を示す構成図である。図９に示すように、温風供給源７から温風供給管８を通して発電機５の内部に温風を送り込み、発電機５の内部全体を加温することで、鉄心スロット６内のコンフォーミング材４を硬化している。
【０００５】
特許文献１に記載された技術は、回転電機の固定子鉄心に設けた固定子鉄心スロット内に収納される固定子コイルを固定部材によって固定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５０６０１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したコンフォーミング材４を硬化するための従来の装置では、発電機５の内部全体を温風で加温するため、熱損失が大きい。そのため、従来の装置では、コンフォーミング材４を硬化するため、発電機５の内部全体の昇温、保温及び降温に要する時間を合わせると、８０時間以上の長時間を要するという課題があった。
【０００８】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、固定部材を加温する際の熱損失を低減させ、固定部材の硬化に要する時間を短縮可能な固定子コイルの固定装置及びその固定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る固定子コイルの固定装置は、回転電機の円筒状の固定子鉄心内面に形成された鉄心スロット内に収納される固定子コイルを、所定温度以上で硬化する固定部材により固定する固定子コイルの固定装置であって、前記鉄心スロットの近傍に設置され、前記固定部材を加温する加温部材を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の実施形態に係る固定子コイルの固定方法は、回転電機の円筒状の固定子鉄心内面に形成された鉄心スロット内に収納される固定子コイルを、所定温度以上で硬化する固定部材により固定する固定子コイルの固定方法であって、前記固定部材を加温する加温部材を前記鉄心スロットの近傍に設置する加温部材設置工程と、前記加温部材を加温する加温工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、固定部材を加温する際の熱損失を低減させ、固定部材の硬化に要する時間を短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の固定子コイルの固定装置を示す横断面構成図である。
【図２】図１の固定子コイル近傍の構造を示す拡大横断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による拡大縦断面図である。
【図４】第１実施形態の変形例の固定子コイルの固定装置を示す構成図である。
【図５】第２実施形態の固定子コイルの固定装置を示す横断面構成図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線による拡大縦断面図である。
【図７】第２実施形態の変形例の固定子コイルの固定装置を示す構成図である。
【図８】一般の発電機における固定子コイルの構造を示す拡大横断面図である。
【図９】コンフォーミング材を硬化するための従来の装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る固定子コイルの固定装置及びその固定方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
（構  成）
図１は第１実施形態の固定子コイルの固定装置を示す横断面構成図である。図２は図１の固定子コイル近傍の構造を示す拡大横断面図である。図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による拡大縦断面図である。
【００１５】
なお、以下の各実施形態では、従来の構成と同一又は対応する部分に同一の符号を付して説明する。また、以下の各実施形態では、回転電機としてタービン発電機に適用した場合について説明する。
【００１６】
図１及び図２に示すように、タービン発電機５ａの固定子鉄心１は、ほぼ円筒状であって、その内面には、鉄心スロット６が径方向に複数形成されている。これらの鉄心スロット６は、タービン発電機５ａの長さ（軸）方向に延びている。
【００１７】
複数の鉄心スロット６内には、図８と同様にコンフォーミング材４と、このコンフォーミング材４により固定される固定子コイル３と、コンフォーミング材４に挟まれたスペーサ２とが設置される。固定子コイル３の巻線時には、鉄心スロット６内にコンフォーミング材４で固定子コイル３を固定し、かつこの固定子コイル３が対向する部材に対して接触面圧を均一化するため、コンフォーミング材４を硬化する。
【００１８】
このコンフォーミング材４は、所定の粘度を有し、所定温度以上で硬化する熱硬化性樹脂製である。この熱硬化性樹脂としては、例えば重合等によって硬化する不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。本実施形態のコンフォーミング材４は、所定温度、例えば８０℃で硬化する熱硬化性樹脂が用いられている。
【００１９】
各鉄心スロット６の近傍には、加温部材としての中空の棒状温水供給管１０がそれぞれ設置されている。これらの棒状温水供給管１０は、全体が棒状に形成され、鉄心スロット６の長さ方向に亘って設置されている。棒状温水供給管１０内には、図示しない温水槽及びポンプ等から構成される温水供給源から温水が供給される。この温水供給源は、タービン発電機５ａの外部に設置されている。棒状温水供給管１０内に温水を供給することで、鉄心スロット６が直接加温され、コンフォーミング材４が８０℃以上となり硬化する。
【００２０】
棒状温水供給管１０の外周面には、長さ方向に一定間隔をあけて外周面ヒータ１１が配置されている。この外周面ヒータ１１は、棒状温水供給管１０内を流れる温水を加熱する。そのため、棒状温水供給管１０内を流れる温水は、棒状温水供給管１０の長さ方向の全範囲で一定の温度となる。
【００２１】
（作  用）
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２２】
固定子コイル３の巻線時、図２に示すように固定子鉄心１の鉄心スロット６内にコンフォーミング材４と、コンフォーミング材４が設けられた固定子コイル３と、コンフォーミング材４に挟まれたスペーサ２とが設置される。
【００２３】
次いで、各鉄心スロット６の近傍に棒状温水供給管１０をそれぞれ設置する。これらの棒状温水供給管１０には、外周面ヒータ１１が予め取り付けられている。そして、タービン発電機５ａの外部に設置された図示しない温水供給源から棒状温水供給管１０に温水を供給する。
【００２４】
すると、棒状温水供給管１０が各鉄心スロット６を直接加温することで、各鉄心スロット６を通してコンフォーミング材４が８０℃以上となり硬化する。
【００２５】
この場合、外周面ヒータ１１を作動させることにより、棒状温水供給管１０内を流れる温水の温度が棒状温水供給管１０の長さ方向の全範囲で一定になる。
【００２６】
その後、コンフォーミング材４が硬化した後は、各鉄心スロット６の近傍から棒状温水供給管１０及び外周面ヒータ１１を撤去する。そして、各鉄心スロット６の開口部に図示しない楔が打ち込まれる。
【００２７】
（効  果）
このように本実施形態によれば、各鉄心スロット６の近傍にコンフォーミング材４を加温するための棒状温水供給管１０を設置したことにより、鉄心スロット６を直接加温することができるため、従来技術と比べて熱損失を大幅に低減することができ、コンフォーミング材４を硬化させる時間を短縮することができる。
【００２８】
（第１実施形態の変形例）
図４は第１実施形態の変形例の固定子コイルの固定装置を示す構成図である。以下の実施形態及び変形例では、前記第１実施形態と同一の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２９】
本変形例は、図４に示すように前記第１実施形態の構成に加え、タービン発電機５ａの内部全体に温風を供給して加温する温風供給管８と、この温風供給管８に温風を供給する温風供給源７と、を備えている。
【００３０】
したがって、本変形例では、タービン発電機５ａの外部に設置された図示しない温水供給源から棒状温水供給管１０に温水を供給すると同時に、温風供給源７を駆動することで、温風供給管８を通してタービン発電機５ａの内部全体に温風を供給する。これにより、鉄心スロット６を直接加温するとともに、タービン発電機５ａの内部全体が加温される。
【００３１】
すなわち、本変形例では、棒状温水供給管１０に温水を供給して各鉄心スロット６を直接加温すると同時に、タービン発電機５ａの内部全体に温風を供給してタービン発電機５ａの内部全体を加温することにより、コンフォーミング材４が硬化される。
【００３２】
このように本変形例によれば、タービン発電機５ａの内部全体を加温することにより、前記第１実施形態に比べてタービン発電機５ａからの熱損失を低減させることができ、コンフォーミング材４の硬化に要する時間を短縮することが可能になる。
【００３３】
なお、本変形例では、温風でタービン発電機５ａの内部全体が加温され、棒状温水供給管１０内の温水の温度がタービン発電機５ａ内部全体で一定となることから、外周面ヒータ１１は必ずしも設置しなくてもよい。
【００３４】
（第２実施形態）
図５は第２実施形態の固定子コイルの固定装置を示す横断面構成図である。図６は図５のＶＩ−ＶＩ線による拡大縦断面図である。
【００３５】
本実施形態では、図５に示すように第１実施形態の棒状温水供給管１０に代えて、加温部材としての環状温水供給管１２をタービン発電機５ａ内面に設置している。具体的には、環状温水供給管１２は、内管及び外管を備えた二重管状に形成され、内管と外管との間の環状部に温水が流通可能である。環状温水供給管１２の内管と外管との間には、図示しないスペーサが設けられて一つの二重管を形成している。
【００３６】
環状温水供給管１２は、その外管の外周面が鉄心スロット６の開口部全体を覆うように設置されている。環状温水供給管１２は、その内管の内周面の径方向及び軸方向にそれぞれ一定間隔をあけて内周面ヒータ１３が設置されている。
【００３７】
したがって、本実施形態では、環状温水供給管１２の外周面が鉄心スロット６の開口部全体を覆うように環状温水供給管１２を設置する。そして、タービン発電機５ａの外部に設置された図示しない温水供給源から環状温水供給管１２に温水を供給する。すると、鉄心スロット６全体を直接加温することで、鉄心スロット６を通してコンフォーミング材４が８０℃以上となり硬化する。
【００３８】
この場合、内周面ヒータ１３を作動させることにより、環状温水供給管１２内を流れる温水の温度が環状温水供給管１２の軸方向の全範囲で一定になる。
【００３９】
このように本実施形態によれば、環状温水供給管１２の外周面が鉄心スロット６の開口部全体を覆うように環状温水供給管１２を設置したことにより、鉄心スロット６を直接加温できるため、前記第１実施形態と同様に熱損失を大幅に低減することができ、コンフォーミング材４を硬化させる時間を短縮することができる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、鉄心スロット６の位置や数に関係なく、一つの環状温水供給管１２を設置するだけで済むため、前記第１実施形態に比べて部品点数が削減され、固定子コイル３の固定作業に要する準備が容易になる。
【００４１】
なお、本実施形態では、環状温水供給管１２を、内管及び外管を備えた二重管状に形成したが、これに限らず、例えば環状温水供給管１２を、径方向に複数分割したセグメントを組み合わせたものでもよい。
【００４２】
（第２実施形態の変形例）
図７は第２実施形態の変形例の固定子コイルの固定装置を示す構成図である。
【００４３】
本変形例は、図７に示すように前記第２実施形態の構成に加え、タービン発電機５ａの内部全体に温風を供給して加温する温風供給管８と、この温風供給管８に温風を供給する温風供給源７と、を備えている。
【００４４】
したがって、本変形例では、タービン発電機５ａの外部に設置された図示しない温水供給源から環状温水供給管１２に温水を供給する。同時に、温風供給源７を駆動することで、温風供給管８を通してタービン発電機５ａの内部全体に温風を供給する。これにより、鉄心スロット６を直接加温するとともに、タービン発電機５ａの内部全体が加温される。
【００４５】
すなわち、本変形例では、環状温水供給管１２に温水を供給して鉄心スロット６を直接加温すると同時に、タービン発電機５ａの内部全体に温風を供給してタービン発電機５ａの内部全体を加温することにより、コンフォーミング材４が硬化される。
【００４６】
このように本変形例によれば、前記第２実施形態の効果に加えて、タービン発電機５ａの内部全体を加温することにより、タービン発電機５ａからの熱損失を低減させることができ、コンフォーミング材４の硬化に要する時間を短縮することが可能になる。
【００４７】
なお、本変形例では、温風でタービン発電機５ａ内部全体が加温され、環状温水供給管１２内の温水の温度がタービン発電機５ａ内部全体で一定となることから、内周面ヒータ１３は必ずしも設置しなくてもよい。
【００４８】
（その他の実施形態）
本発明のいくつか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、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせ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同様に、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ものである。
【００４９】
なお、上記各実施形態では、回転電機としてタービン発電機に適用した場合について説明したが、これ以外の発電機は勿論のこと、電動機にも適用することができる。
【００５０】
また、上記各実施形態では、コンフォーミング材４に所定温度として８０℃で硬化する熱硬化性樹脂を用いた例について説明したが、この温度で硬化する熱硬化性樹脂に限定されることなく、所定温度以上で硬化する熱硬化性樹脂等の材料であれば適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１…固定子鉄心、２…スペーサ、３…固定子コイル、４…コンフォーミング材（固定部材）、５…発電機、５ａ…タービン発電機、６…鉄心スロット、７…温風供給源、８…温風供給管、１０…棒状温水供給管（加温部材）、１１…外周面ヒータ、１２…環状温水供給管（加温部材）、１３…内周面ヒータ
【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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