旋转电机的高压套管制造技术

本发明专利技术涉及旋转电机的高压套管。在旋转电机的高压套管中，通气孔（１４）从与空心导体（８）的壁面相垂直的方向至少向空心导体（８）的圆周方向或者向电机外侧倾斜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于旋转电机的高压套管。
技术介绍
在下面的公开文献中已经得知旋转电机的高压套管中的空心导体的冷却结构。例 如，日本专利文献特公昭60-16180号公报、特公平5-17780号公报和特开平5-207701号公 报。下面将参照图16和图17来说明包含在旋转电机的高压套管中的空心导体的冷却 结构的一个示例。图16是示出了旋转电机的基本结构的视图。图17是示出了包含在旋转 电机中的传统的高压套管的结构的视图。例如，在大容量的涡轮发电机中，氢气被密封在图16所示的旋转电机中。氢气被 用作冷却介质(冷却剂)来冷却转子1、定子铁心2、定子线圈3等。借助导体4实现了从定 子线圈3到与输出接线盒5相连的高压套管6a的连接，以在旋转电机的外部取得电输出。 而且，如果定子线圈3是星形连接以将其中性点接地，那么借助与输出接线盒5相连的高压 套管6b，在外部取得电输出，以形成中性点连接。在这种情形下，输出接线盒5被连接至定 子架7。前述的高压套管6a和6b将冷却气体11引导至每个套管中以进行冷却。图17中所示的高压套管具有空心导体8和诸如绝缘子的绝缘管9。特别地，空心 导体8以穿透接线盒5的方式连接至接线盒5，以取得旋转电机的输出。绝缘管9被连接至 空心导体8的外圆周侧，将空心导体8与接线盒5隔离。而且，绝缘管9具有法兰和密封部 分，并被固定至接线盒5。一般来说，法兰是由金属制成，并利用结合剂与绝缘部分整体形 成。空心导体8穿透绝缘管9以形成外部导体连接部15，并使其连接至旋转电机外部 的电线。而且，空心导体8借助导体定位器13被固定至绝缘管9并在二者之间形成空隙。 利用密封垫10来形成密封，以防止电机中的冷却气体11从空心导体8和绝缘管9的接合 部分漏出。而且，空心导体8具有电机外侧端部12被密封的结构。空心导体8因其中流通的大电流而发热，由于这个原因，空心导体8借助旋转电机 中的冷却气体11被冷却。特别地，电机中的冷却气体11从导体定位器13中形成的槽口部 分被引导进入高压套管。然后，冷却气体11流过空心导体8和绝缘管9之间的空隙，并且 之后流向电机的外侧。这样，冷却气体11冷却空心导体8的外圆周表面。借助在导体8中 形成的多个通气孔14，对空心导体8的外圆周表面进行冷却的冷却气体11被引导至导体8 的内圆周侧。在这种情况下，这些通气孔14的每个方向(也就是冷却气体11被注入的方 向)都与空心导体8的壁面垂直。被引导至空心导体8的内圆周侧的冷却气体11流向空 心导体8的电机侧端部。这样，空心导体8的内圆周表面就被冷却。对空心导体8的内圆 周表面进行冷却的冷却气体11从空心导体8的电机侧端部排出。空心导体8的内径侧流道被连接至旋转电机内的部分，例如，借助管(未示出)被 连接至通风进气口低压室，该部分的压力比作为高压套管的冷却气体的入口侧的输出接线盒5中的冷却气体压力低。前述的两个压力之间的差压被用作使得冷却气体11如上述那 样在高压套管中流动的驱动力。这样，在空心导体8中产生的热量被冷却。高压套管具有穿透旋转电机的定子架7的结构；由于这个原因，高压套管必须被 密封以使氢气不会泄漏到电机外部。一般来说，用作密封部分的密封垫10(或者密封圈) 被暴露于高温中；由于这个原因，密封垫10会老化。结果，密封垫10就失去气体密封的功 能。因此，需要对密封部分进行设计，以使密封部分充分地被冷却、并不会具有很高的温度。然而，根据传统的高压套管的结构，外部导体连接部15具有穿透绝缘管9的凸出 的结构。另一方面，考虑到冷却气体11的流道配置，用来运送冷却气体11的通气孔14必 须设置在绝缘管9的内侧。由于这个原因，当冷却气体11流过通气孔时，冷却气体11快速 返回，并之后流入电机。结果，从通气孔14流出的冷却气体11流停留于位于电机外侧的区 域。因此，不能执行足够的冷却；也正因为如此，空心导体8的温度变得很高。另外，对于来自通气孔14的冷却气体，必须于电机的外侧位置处提供冷却气体的 密封。由于这个原因，密封垫10与高温空心导体8相接触；结果，密封垫10发生老化。因 此，氢气很容易发生泄漏。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的就是提供一种能够有效冷却空心导体的旋转电机的高压套管。根据本专利技术的一个方面，提供了一种旋转电机的高压套管，包括穿透其中密封有 冷却气体的旋转电机的输出接线盒、并取得旋转电机的输出的空心导体；在该空心导体外 部设置的、并将该空心导体与所述输出接线盒隔离的绝缘管；和防止电机中的冷却气体从 所述空心导体和所述绝缘管的接合部向电机外部泄漏的密封构件，所述电机中的冷却气体 经过所述空心导体和所述绝缘管之间的空隙向电机外部方向流动，并且所述向电机外部方 向流动的冷却气体经过形成在所述空心导体中的多个通气孔被引导至空心导体的内圆周 侧，并且此外，被引导至所述内圆周侧的冷却气体被引导至空心导体的电机内侧，以使气体 被排放；以及从与空心导体的壁面相垂直的方向至少向空心导体的圆周方向或者向电机外 侧倾斜的通气孔。附图说明在此并入并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且结合上面的 概括性描述和下面的具体实施方式的详细描述，来阐明本专利技术的原理。图1示出了根据本专利技术的第一实施方式的旋转电机的高压套管中包含的空心导 体8的内径侧透视图；图2示出了图1所示的空心导体8的轴向截面视图；图3为当从与轴向垂直的方向看时图1所示的空心导体8及其外围部分的截面视 图；图4为说明通气孔14的关于空心导体8的壁面的角度(圆周角)e的视图；图5为说明圆周角e与冷却性能比之间的关系的曲线图；图6为说明通气孔14的关于空心导体8的壁面的角度(轴向角)小的视图7为说明轴向角小与冷却性能比之间的关系的曲线图；图8为说明在轴向上相邻的通气孔14的中心部分之间的距离(轴向孔距离)p和 通气孔14的孔直径(直径)d之间的关系的图；图9为说明轴向孔距离_孔直径比p/d和冷却性能比之间的关系的曲线图；图10为当从与轴向垂直的方向看时根据本专利技术的第二实施方式的旋转电机的高 压套管中包含的空心导体8及其外围部分的截面视图；图11为当从与轴向垂直的方向看时根据本专利技术的第三实施方式的旋转电机的高 压套管中包含的空心导体8及其外围部分的截面视图；图12为当从与轴向垂直的方向看时根据本专利技术的第四实施方式的旋转电机的高 压套管中包含的空心导体8及其外围部分的截面视图；图13A、13B和13C为当从轴向看空心导体8时、图12中所示的空心导体8的各级 的截面视图；图14为当从与轴向垂直的方向看时根据本专利技术的第五实施方式的旋转电机的高 压套管中包含的空心导体8及其外围部分的截面视图；图15为当从与轴向垂直的方向看时根据本专利技术的第六实施方式的旋转电机的高 压套管中包含的空心导体8及其外围部分的截面视图；图16为示出了旋转电机的基本结构的视图；以及图17为示出了旋转电机中包含的传统的高压套管的结构的视图。具体实施例方式以下将参照附图描述本专利技术的实施方式。(下面各个实施方式所共有的事实)根据本专利技术的各个实施方式的旋转电机的基本结构与已在图16中描述的相同。 因此，在各个实施方式中，省略了关于旋转电机的基本结构的说明。而且，除了通气孔14的结构外，根据本专利技术的各个实施方式的旋转电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机的高压套管，其特征在于，包括：空心导体（８），所述空心导体穿透其中密封有冷却气体的旋转电机的输出接线盒并取得旋转电机的输出；绝缘管（９），所述绝缘管在该空心导体（８）外部设置、并将该空心导体（８）与所述输出接线盒隔离；和密封构件（１０），所述密封构件防止电机中的冷却气体从所述空心导体（８）和所述绝缘管（９）的接合部向电机外部泄漏，所述电机中的冷却气体经过所述空心导体（８）和所述绝缘管（９）之间的空隙向电机外部方向流动，所述向电机外部方向流动的冷却气体经过形成在所述空心导体（８）中的多个通气孔（１４）被引导至空心导体（８）的内圆周侧，并且此外，所述被引导至所述内圆周侧的冷却气体被引导至空心导体（８）的电机内侧，以使气体被排放，以及通气孔（１４），所述通气孔从与空心导体（８）的壁面相垂直的方向至少向空心导体（８）的圆周方向或者向电机外侧倾斜。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：加幡安雄，谷山贺浩，植松润一，垣内干雄，上田隆司，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]