专利名称：全封闭卧式旋转电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及在旋转电机本体的四周具有立式热交换器的全封闭卧式旋转电机，尤其涉及热交换器安装结构的改进。
背景技术：
目前作为具有立式热交换器的卧式旋转电机，已知有例如图6所示结构的全封闭式电动机。图6是沿旋转轴的轴向来看的主视图。在电动机本体31的周围设有框架32，在该框架32上附设了冷却器33。电动机本体31、框架32及冷却器33形成为一体，装入由外框34和基座35形成的空间内而构成全封闭式电动机。在冷却器33上，从外部连接给水管36及排水管37，通过使冷却水流过来将机内空气加以冷却，并将电动机本体31的温度控制在·规定值以下(例如参照专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本实用新型申请实开昭55-43371号公报(第2页、图I)
发明内容
发明所要解决的技术问题如专利文献I那样构成的电动机存在以下问题。即，由于冷却器33的给、排水口处于下部一侧，因此与给、排水管36、37间进行的连接要在冷却器33的下部一侧进行，在冷却器33的下部一侧需要有与配置在地基地坑38内的给、排水管间的配合部的连接作业空间。另外，冷却器33的内部要在下部一侧设置暂时贮存冷却水的水箱部，且在其上部配置了热交换器本体部，而上述配合部的连接作业空间和水箱部的高度会使热交换器本体部的长度缩短，使处理热量受到限制。从而使热交换器的冷却能力受到限制，旋转电机的输出受到限制。另外，给、排水管36、37贯穿基座35的部分为了实现气密而需要密封，因此组装复杂，不仅如此，由于与给、排水管36、37之间的配合部分散于电动机本体31的四周，因此铺设在地基的地坑38内的管道的路径复杂，铺设非常费事。还有，旋转电机本体和冷却器(热交换器)是用一体化的外框来覆盖的，因此若旋转电机体积较大，则外框的外形也会变大，因此难以通过铁路等来运输。本发明正是为了解决上述问题而完成的，目的在于提供一种全封闭卧式旋转电机，其热交换器本体部的长度不受限制，与铺设在地基的地坑侧的给、排水管间的配合容易进行，并且能够简单地实现热交换器部的解体和组装，便于用铁路等进行运输。用于解决技术问题的技术方案本发明的全封闭卧式旋转电机，是将呈水平配置的转子和配置在转子的外周一侧的定子气密地收容在本体框架中，使被封入本体框架内的制冷剂气体沿制冷剂流路循环而将转子及定子冷却，且在制冷剂流路的途中具备将制冷剂气体加以冷却的水冷式热交换器，其中，从与转子的轴线正交的侧面方向看，热交换器沿着纵向设置在本体框架的前表面一侧的左右两端部附近和背面一侧的左右两端部附近的各个位置上，冷却水的给水口及排水口设置在热交换器的上部一侧。发明效果根据本发明的全封闭卧式旋转电机，将制冷剂气体加以冷却的水冷式热交换器从与转子的轴线正交的侧面方向看，沿着纵向设置在本体框架的前表面一侧的左右两端部附近和背面一侧的左右两端部附近的各个位置上，冷却水的给水口及排水口设置在热交换器的上部一侧，因此与将给、排水口设置在下部一侧的场合相比，能够延长热交换器本体部的长度，提高冷却能力。
图I是表示本发明实施方式I的全封闭卧式旋转电机的主要部分的立体图。图2是示意地表示本发明实施方式I的全封闭卧式旋转电机的内部结构的局部平面剖视图。图3是表示图I的热交换器的安装部的立体图。
图4是表示图I的热交换器的立体图。图5是表示图I的热交换器罩子的立体图。图6是已有的带全封闭空气冷却器的电动机的示意主视图。
具体实施例方式实施方式I以下基于附图来说明本发明的实施方式I。图I是表示旋转电机的本体框架、热交换器及热交换器罩子等主要部分的立体图。不过，转子省略图示，且表示可看见内部的状态。图2是示意地表示旋转电机内部的平面剖视图，表示中心轴线一侧的半边部分。本发明所针对的旋转电机是旋转轴横向配置、冷却制冷剂被密封、且具备水冷式热交换器的全封闭卧式旋转电机，但以下是将同步发电机作为旋转电机来举例说明。当然也可以是电动机。首先用图2来说明发电机的基本结构。发电机I在本体框架2内配置呈圆筒形状的定子3，且在其内周一侧以轴线6朝着水平方向的方式配置转子5，该转子5以轴线6为中心而与旋转轴4 一同旋转。定子3如下构成定子铁心3a层叠成在轴向以规定的间隔形成冷却气体通道的状态，在定子铁心3a的内周面一侧沿轴向形成了多个槽，在这些槽中插入定子线圈3b。另一方面，转子5具有能够与定子铁心3的内周面之间确保规定的气体间隙的外径，由旋转轴4、形成磁极的转子铁心5a、以及插入到转子铁心5a的槽中的转子线圈(图中未示)构成，且受设于端托架(end bracket) 7的内周部的轴承8支承，该端托架7堵住了本体框架2两端的开口部。在转子5的旋转轴4上，在本体框架2的内部一侧设有风扇9，通过旋转轴4的旋转来使风扇9旋转，以使被封入本体框架2内的制冷剂气体10 (例如空气和氢气等)在机内循环，在本体框架2的内部，为了使制冷剂气体10能够有效循环，用适当的导向板分隔形成了制冷剂流路。并且在制冷剂流路的途中具备用于将制冷剂气体10加以冷却的水冷式热交换器11。以下用图I来详细说明热交换器11的周边部分。在图I中，从粗箭头表示的方向、即与作为转子5的轴心的轴线6正交的侧面方向看本体框架2，热交换器11在本体框架2的前表面一侧的左右两端部附近和背面一侧的左右两端部附近的各个位置上沿着纵向各设置一台，共计四台。关于热交换器11的详细情况将在后面说明，而热交换器11的本体部分的外表面暴露于在本体框架2的内部形成的制冷剂流路中。通过使冷却水在热交换器11的内部循环来进行热交换，以将制冷剂气体10冷却。因此在热交换器11上具备冷却 水的出入口，即给水口 Ilb和排水口 11c。冷却水是从设在发电机I外部的冷却水供给源(图中未示)经过设置发电机I的地基面上所设的地坑内所导入的管道而流向热交换器11的，因此在发电机I侧，在本体框架2的外部布置了至其配合部20为止的给水管13a 13d和排水管14a 14d。关于管道的路径将在后面说明。在图I中，从粗箭头方向看，四台热交换器11中的前方左侧一台显示了从本体框架2取下的状态。热交换器11、热交换器罩子12、以及与该热交换器11连接的给水管13a及排水管14a处于解体状态。如果将它们组装起来，便与前方右侧的一台相同。以下用图3来说明供热交换器11及热交换器罩子12进行安装的本体框架2的安装部的详细情况。在本体框架2的安装热交换器11的位置上，设有热交换器安装板15。在热交换器安装板15上设有构成制冷剂流路的开口部孔15b和用于安装热交换器11的螺纹孔15a。另外，将本体框架2上表面的一部分切除，以在该切除部的周围设置安装座16，在该安装座16上也形成了螺纹孔16a。图中用密网表示的部分是成为热交换器11的安装面的部分。另一方面，在本体框架2的侧表面上形成了用于安装热交换器罩子12的大开口部2a，在设于开口部2a周围的罩子安装凸缘17上则形成了用于安装热交换器罩子12的螺纹孔17a。图中用稀网表示的部分是成为热交换器罩子12的安装面的部分。以下用图4来说明热交换器11。在热交换器11的上部设有将导入的冷却水暂时加以贮存的水箱部11a，内部分成两个箱。设有与一个箱连通的给水口 11b，且设有与另一个箱连通的排水口 11c。并且在水箱部Ila的下部，设有经过下部一侧的水箱部而往返的多根细管lld，从而将给水一侧的水箱和排水一侧的水箱连接起来，并且在细管Ild上装有多个散热片He。为了将热交换器11安装固定到本体框架2侧，在水箱部Ila的下部周围设有凸缘状的安装凸缘Hg，该安装凸缘Iig具有安装孔Hf，还在其下部一侧的收容热交换器本体部的框架中，在图中背面一侧的框架Ilh上形成了安装孔lli，该安装孔Ili与在先前说明的本体框架2的热交换器安装板15上形成的螺纹孔15a —致。在热交换器11的下部一侧的水箱上设有泄水管18，用于承接排水管未能排尽的冷却水。 另外，在给水开始时或给水途中，给水管内的空气或混入冷却水中的空气会进入热交换器11内，因此设有用于将这种空气抽出的放气管19。
以下用图5来说明热交换器罩子12。图5是从内侧看热交换器罩子12的立体图。整体呈长方体箱状，一面的整个面开口，且该开口一侧的上表面的一部分被切除。在开口一侧的周围设有安装凸缘12a，在安装凸缘12a上形成了安装孔12b。在上表面的切除部的周围也设有安装座12d，该安装座12d上设有螺纹孔12c。在下部一侧，与热交换器11的泄水管18对应地开设了泄水管用孔12e。图中用密网表示的部分成为热交换器11的安装面，用稀网表示的部分成为向本体框架2安装的安装面。以下说明上述结构的发电机I的热交换器11和热交换器罩子12以及各管道的组装。
在从图I中的粗箭头方向看如前表面左侧的热交换器那样被分解的状态下，首先将热交换器11从本体框架2的开口部2a插入内部一侧，且将热交换器11的安装凸缘Ilg与本体框架2的上表面一侧的安装座16重合，同时将在热交换器11的框架Ilh上形成的安装孔Ili与在本体框架2内部的热交换器安装板15上形成的螺纹孔15a重合。此时在各接合面上，为了保证气密性而夹入了密封垫(图中未示)。在此状态下，通过将螺栓从外侧旋入螺纹孔且加以紧固，将热交换器11安装到本体框架2上。然后，将热交换器罩子12上部的安装座12d与热交换器11的安装凸缘Ilg重合，同时将热交换器罩子12的安装凸缘12a与在本体框架2的开口部2a上形成的罩子安装凸缘17重合。在重合面上夹入密封垫(图中未示)。另外，在组合时要使热交换器11的泄水管18贯穿热交换器罩子12的泄水管用孔12e。组合后，在各安装孔中插入螺栓并旋入对方的螺纹孔中紧固。在其它部位上同样地安装全部热交换器11及热交换器罩子12。不过，泄水管用孔12e与泄水管18间的间隙要用图中未示的封闭板和密封材料加以气密地堵塞。另外，泄水管18和放气管19在组装完毕后要与泄水管道(图中未示)连接。然后是给水管和排水管的安装作业。 与前表面的左右两侧的热交换器11连接的给、排水管13a、14a、13b、14b的形状呈倒J字形。与背面的左右两侧的热交换器11连接的给、排水管13c、14c、13d、14d的形状则是从各给、排水口向上立起后向轴线6方向的中心一侧水平地延伸，然后弯折90度而向前表面一侧水平地延伸，并在前表面一侧向下方弯折90度。另外，各给、排水管通过支承部件(图中未示)来支承在本体框架2上。安装完毕后，各给、排水管与铺设在地基侧的地坑内的给排水管(图中未示)间的配合部20成为排列在发电机I的前表面下部一侧的形式。而配合部20也可以全部安排在
背面一侧。以下说明上述结构的实施方式I的全封闭卧式旋转电机的特征和作用效果。第一点在于将热交换器的给、排水口配置在热交换器的上方而使之向上。在设置旋转电机之前，将向旋转电机的热交换器进行给、排水的水管从冷却水供给源(图中未示)铺设到要设置旋转电机的地基面上所设的地坑内，且在设置旋转电机时，将从地坑内立起的给、排水管与附属于旋转电机侧的热交换器的给、排水管加以连接。一般情况下是预先决定该连接点、即配合部，并且由旋转电机的制造商制造并交付到其配合部为止的管道，再在现场于配合部与对方的给、排水管进行连接。
如果热交换器的给、排水口在下，则要在热交换器的下部一侧设置水箱部，而且还因为配合部处于热交换器的正下方，还需要有进行连接作业所需的空间，相应地，会缩短热交换器本体部的长度，使热交换器的冷却能力受到限制，而通过将给、排水口设置在上部，能够延长热交换器本体部的长度并提高冷却能力。另外，通过将给、排水口设置在上方，无需使给、排水管贯穿热交换器罩子12而将其引出，因此贯穿热交换器罩子12内外的贯穿部就只剩泄水管18这部分，减少了圆周面上密封性差的密封部，作业简单而且提高了密封性。第二点在于将来自四台热交换器11的给、排水管全都在旋转电机I的一侧(图中是前表面一侧)引出，且将配合部20集中安排在旋转电机I的一侧的下部。通过将热交换器11的给、排水口安排在上方，能够增加从热交换器11到配合部20为止的给排水管布置的灵活性，使布管容易进行，因此能够容易地将配合部20集中在一方。由此能够简化地坑内的布管路径，使布管施工容易进行。 第三点在于将热交换器11和热交换器罩子12做成容易从本体框架2分解的结构。通过将热交换器11的给、排水管安排在上方，分解接合面、即密封面能够用单纯的平面来构成，因此可容易地实现不仅能够简单地保证气密性还能简单地实施分解的结构。另外，由于用单纯的平面来构成，因此提高了密封性。通过做成能够分解的结构，即使旋转电机是大容量的大型设备，也能纳入运输界限内，扩大了能用铁路等进行运输的范围。如上所述，实施方式I的全封闭卧式旋转电机是将呈水平配置的转子和配置在转子的外周一侧的定子气密地收容在本体框架中，使被封入本体框架内的制冷剂气体沿制冷剂流路循环而将转子及定子冷却，且在制冷剂流路的途中具备将制冷剂气体加以冷却的水冷式热交换器，其中，从与转子的轴线正交的侧面方向看，热交换器沿着纵向设置在本体框架的前表面一侧的左右两端部附近和背面一侧的左右两端部附近的各个位置上，冷却水的给水口及排水口设置在热交换器的上部一侧，因此与将给、排水口设置在下部一侧的场合相比，能够延长热交换器本体部的长度并提高冷却能力。另外，由于无需贯穿热交换器罩子而将给、排水管引出，因此能够减少贯穿部的密封部，不仅使作业变得简单，还能提高密封性。另外，与热交换器的给水口连接的给水管和与排水口连接的排水管是从给水口及排水口铺设到本体框架的前表面一侧和背面一侧中任意一方的下部附近，而且与来自外部所设的冷却水供给源的冷却水管道之间的配合部集中在本体框架的前表面一侧和背面一侧中的任意一方，因此能够简化要与配合部连接的对方的给、排水管的布管路径，便于布管施工。而且热交换器和包围热交换器的本体部分而形成制冷剂流路的一部分并且保护热交换器的热交换器罩子是可拆卸地安装在本体框架上的，因此即使旋转电机是大容量的大型设备，也能纳入运输界限内，因此扩大了能够通过铁路等运输的范围。
权利要求
1.一种全封闭卧式旋转电机，是将呈水平配置的转子和配置在所述转子的外周一侧的定子气密地收容在本体框架中，使被封入所述本体框架内的制冷剂气体沿制冷剂流路循环而将所述转子及所述定子冷却，且在所述制冷剂流路的途中具备将所述制冷剂气体加以冷却的水冷式热交换器，其特征在于， 从与所述转子的轴线正交的侧面方向看，所述热交换器沿着纵向设置在所述本体框架的前表面一侧的左右两端部附近和背面一侧的左右两端部附近的各个位置上，冷却水的给水口及排水口设置在所述热交换器的上部一侧。
2.如权利要求I所述的全封闭卧式旋转电机，其特征在于，与所述热交换器的所述给水口连接的给水管和与所述排水口连接的排水管是从所述给水口及所述排水口铺设到所述本体框架的所述前表面一侧和所述背面一侧中任意一方的下部附近，而且与来自外部所设的冷却水供给源的冷却水管道之间的配合部集中在所述本体框架的所述前表面一侧和所述背面一侧中的任意一方。
3.如权利要求I或2所述的全封闭卧式旋转电机，其特征在于，所述热交换器和热交换器罩子能拆卸地安装在所述本体框架上，其中，所述热交换器罩子包围所述热交换器的本体部分而形成所述制冷剂流路的一部分，并且保护所述热交换器。
全文摘要
一种全封闭卧式旋转电机，将呈水平配置的转子(5)和定子(3)气密地收容在本体框架(2)中，使被封入本体框架(2)内的制冷剂气体(10)沿制冷剂流路循环而将转子(5)及定子(3)冷却，且在制冷剂流路的途中具备用于将制冷剂气体(10)加以冷却的水冷式热交换器(11)，其中，从与转子(5)的轴线(6)正交的侧面方向看，热交换器(11)沿着纵向设置在本体框架(2)的前表面一侧的左右两端部附近和背面一侧的左右两端部附近的各个位置上，冷却水的给水口(11b)及排水口(11c)设置在热交换器(11)的上部一侧。
文档编号H02K5/20GK102959836SQ201080067779
公开日2013年3月6日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者川嶋航治, 松本二美夫 申请人:三菱电机株式会社