专利名称：旋转电机的高压套管的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于旋转电机的高压套管。
背景技术：
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。
发明内容
因此，本发明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。根据本发明的一个方面，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。
在此并入并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，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，来阐明本发明的原理。图1示出了根据本发明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发明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发明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发明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发明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发明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发明的实施方式。(下面各个实施方式所共有的事实)根据本发明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，根据本发明的各个实施方式的旋转电机的高压套 管的结构与图17中所描述的相同。因此，在以下的各个实施方式中，将主要描述通气孔14 的结构的差异。根据下面的第五和第六实施方式，将说明在现有技术中没有设置的分隔板。将参照图16和图17来适当地说明以下的各个实施方式。(第一实施方式)下面将参照图1至图9来说明根据本发明的第一实施方式的旋转电机的高压套管。图1为示出了根据本发明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为示出了前述的空心导体8的轴向截面视图。图3为当从轴 向看时前述的空心导体8及其外围部分的截面视图。如图1至图3所示，根据第一实施方式的旋转电机的高压套管具有多个通气孔14。 这些通气孔14相互间隔地同时形成在空心导体8的轴向和圆周方向上。根据图2所示的例子，空心导体8在其圆周方向形成有6个通气孔14。然而，本发 明并不局限于上述配置；在该情形中，通气孔14可被形成为2至5个或者7个或者更多。而 且，根据图3所示的例子，空心导体8被形成为在空心导体8的轴向上具有两级通气孔14。然而，本发明并不局限于上述配置；在该情形中，可形成三级或者更多级的通气孔14。特别地，根据第一实施方式的旋转电机的高压套管具有以下特性。也就是，前述的 通气孔14每个都从与空心导体8的壁面垂直的方向朝向导体8的圆周方向和电机的外侧 倾斜。特别地，每个通气孔14都具有朝向圆周方向的倾斜度。因此，如图1和图2可见，当 冷却气体11通过通气孔14时，在空心导体8的内径侧中产生了涡流。而且，每个通气孔14 都具有朝向电机外侧的倾斜度。因此，如图3可见，产生了流向空心导体8的电机外轴向端 部12的气流。然后，到达电机外端部12的冷却气体11返回，并且之后通过中心轴流向电 机内侧。在具有前述结构的旋转电机的高压套管中，电机中的冷却气体11从形成于导体 定位器13的槽口部分被引导进入高压套管。而且，冷却气体11通过位于空心导体8和绝 缘管9之间的空隙流向电机外方向。这样，空心导体8的外侧圆周表面被冷却。对空心导体8的外圆周表面进行冷却的冷却气体11经过形成于空心导体8中的 通气孔14被引导至其内圆周表面。在这种情况下，这些通气孔14中的每一个都从与导体8 的壁面垂直的方向向导体的圆周方向和电机外侧倾斜，如之前所描述的那样。因此，穿过通 气孔14被注入到导体8的内径侧的冷却气体流向电机外端部12，同时气体被螺旋式旋转， 并因此达到端部12。在这种情况下，来自通气孔14的冷却气体11冷却位于电机外侧的空 心导体8的内圆周表面。对位于电机外侧的空心导体8的内圆周表面进行冷却的来自通气孔14的冷却气 体11于电机外端部12返回。之后，冷却气体11经过空心导体8的中心轴侧，然后流向导 体8的电机内侧。这样，冷却气体11对空心导体8的内圆周表面进行冷却。对空心导体8 的内圆周表面进行冷却的冷却气体11从电机内端部排出。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。如上所述，每个通气孔14都是以从与空心导体8的壁面垂直的方向向导体8的圆 周方向和电机外侧倾斜的方式形成。由于利用了前述结构，因此，穿过通气孔14被注入空 心导体8的内径侧的冷却气体11在被螺旋式旋转的同时流向电机外端部12，并因此达到端 部12。在这种情况下，来自通气孔14的冷却气体11冷却位于电机外侧的空心导体8的内 圆周表面。因此，这样用来保持于电机外侧的空心导体8处于低温。而且，与密封垫10接触的空心导体8没有产生高温。因此，将最低程度地防止密封 构件的老化；结果，提供能防止冷却气体11的泄漏并具有高可靠性的高压套管是可能的。该实施方式涉及每个通气孔14都是以从与空心导体8的壁面相垂直的方向同时 向导体8的圆周方向和电机外侧倾斜的方式形成的情形。然而，并发明并不局限于前述的 实施方式。例如，每个通气孔14可从与空心导体8的壁面相垂直的方向仅向导体8的圆周 方向倾斜，或者可仅向电机外侧倾斜。在每个通气孔14以仅向圆周方向倾斜的方式而形成的情形中可获得以下效果。 也就是，不会形成流向电机外端部12的气流；然而，借助流向圆周方向的气流可在空心导 体8的内径侧产生涡流。由于前述的涡流，就在位于电机外侧的空心导体8的内侧的停留区域新产生来自通气孔14的涡流。因此，借助新产生的涡流，该停留区域被搅动；因此，位 于电机外侧的空心导体8的内圆周表面被冷却。另外，在每个通气孔14以仅朝向电机外侧倾斜的方式而形成的情形中可获得以 下效果。没有导致涡流的产生；然而，借助流向电机外端部12的气流，位于电机外侧的空心 导体8的内圆周表面被冷却。现在参照图4至图9，为了改善冷却效果，下面将说明在轴向上间隔形成的通气孔 14的圆周角、轴向角和轴向孔距离。(a)圆周角将通气孔14朝空心导体8的圆周方向倾斜的情形作为一个示例。正如从图4中所看到的，将通气孔14与空心导体8的壁面形成的角(圆周角)设 为9。图5为说明前述情形中的圆周角0与冷却性能比之间的关系的曲线图。在该情 形中，冷却性能比作如下定义。也就是，冷却性能比是说明在任意圆周角e时的冷却性能 的指标，当通气孔14的角度与空心导体8的壁面垂直时(e =90° )，该状态下的冷却性 能设定为1。而且，冷却性能是通过流率和热传导率的乘积来表达的。从图5中可以看出，在e =75°附近，冷却性能0显示了峰值。而且，在 40° ≤e ≤85°的范围内，得到了相当于传统情况1.2倍或者更多倍的优越的冷却性能 比。换句话说，通气孔14的角度从e =90°的状态倾斜了 5°或者更多。这样，产生了到 目前为止还未产生的圆周气流；因此，热传导率快速升高。如果角度e被设定得更小，圆周 速度分量就变大；由于该原因，冷却气体11在穿过通气孔14后产生的搅动效果变得明显。 然而，流通气流的实际直径减小，并且压力损失增加；由于该原因，流率降低；结果，降低了 冷却性能。因此，通气孔14形成为使得圆周角e被设为40° < e <85°的范围。这样， 相对于传统的情形，可获得更优越的冷却性能。(b)轴向角将通气孔14朝空心导体8的轴向电机外侧倾斜的情形作为一个示例。从图6中可以看出，将通气孔14到空心导体8的壁面的角(轴向角)设定为小。图7为说明前述的情形中的轴向角小和冷却性能比之间的关系的曲线图。在该 情形中，冷却性能比作如下定义。也就是，冷却性能比是说明任意轴向角 时的冷却性能 的指标，当通气孔14的角度与空心导体8的壁面垂直时(小=90° )，该状态下的冷却性 能设定为1。而且，冷却性能是通过流率和热传导率的乘积来表达的。从图7中可以看出，在50°附近，冷却性能比显示出峰值。而且，在 30° ≤ ≤75°的范围内，得到了相当于传统情况1.2倍或者更多倍的优越的冷却性能 比。换句话说，只要通气孔14的角度从 =90°的状态倾斜15°或者更多，就能得到流 向电机外轴向端部12的气流。而且，如果角度 小于30°，流率就减小；结果，冷却性能 被降低。因此，通气孔14形成为使得轴向角 被设为30° ≤ ≤75°的范围。这样，相 对于传统的情形，可获得更优越的冷却性能。(c)轴向孔距离将多个通气孔14在空心导体的轴向上间隔形成的情形作为一个示例。从图8中看出，在轴向上相邻的通气孔14的中心之间的距离(轴向孔距离)设定为P。而且，将通气孔14的孔直径(直径)设定为d。图9为说明前述的情形中的轴向孔距离-孔直径比率p/d和冷却性能之间关系的 曲线图。从图9中可以看出，在p/d = 3附近冷却性能显示出峰值，并且获得了 1. 2或者更 大的优越的冷却性能。而且，在2. 2彡p/d彡4. 0的范围内，得到了比预定值更大的适当的 冷却性能。换句话说，通气孔14被形成为使得轴向孔距离p被设定为大于2. 2倍孔直径d 并小于4. 0倍孔直径。这样，从上游侧的通气孔14流出的冷却气体11用来有效地引导冷 却气体11，而不扰乱从下游侧通气孔14流出的冷却气体11的流动。因此，空心导体8能够 被保持于较低温度。(第二实施方式)下面将参照图10说明本发明的第二实施方式。在第二实施方式中，用相同的参考数字来指示与图1至图3中显示的第一实施方 式相同的部分，并且，省略有重叠的说明。在下面的描述中，主要说明与第一实施方式不同 的部分。图10为当与轴方向垂直的方向看导体8及其外围部分时，根据本发明的第二实施 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。前述的第一实施方式涉及其中的空心导体8在整个圆周方向形成有如图2所示的 多个通气孔14的情形。根据第二实施方式，空心导体8仅在半圆周部分(也就是一侧)形 成有多个通气孔14。根据图10中示出的例子，空心导体8在轴向上形成有2个通气孔12。然而，本发 明并不局限于前述的配置，并且通气孔14可形成为3个或者更多。由于提供了前述的结构，因此，正如从图10中看出的那样，有可能从通气孔14在 位于电机外侧的空心导体8的内侧的部分中产生停留区域。然而，引发了流向与形成有通 气孔14的侧边相对的面的冷却气体。在该情形中，冷却气体11碰上与形成有通气孔14的 侧边相对的面，以冷却位于电机外侧的空心导体8的内圆周表面。因此，电机外侧上的空心 导体8能被保持于低温。(第三实施方式)下面将参照图11描述本发明的第三具体实施方式
。在第三实施方式中，相同的参考数字被用来指示与图1至图3所示的第一实施方 式共同的部分，并且省略了具有重叠的说明。在下面的描述中，主要说明与第一实施方式不 同的部分。图11为当从与轴向垂直的方向看导体8及其外围部分时，根据本发明的第三具体 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。如图3所示，前述的第一实施方式涉及其中的空心导体8在轴向上间隔地形成有 具有相同孔直径的多个通气孔14的情形。根据该第三实施方式，空心导体8形成有具有不 同孔直径的多个通气孔14a、14b和14c。例如，如图11所示，通气孔的孔直径从最靠近电机 内侧形成的通气孔14a到最靠近电机外侧处的通气孔14c按顺序连续地增大。换句话说，在 电机内侧形成的通气孔具有较小的孔直径而在电机外侧形成的通气孔具有较大的孔直径。根据图11所示的例子，空心导体8形成有3级(上级、中间和下级)通气孔14a、14b和14c。然而，本发明并不局限于前述的配置；在该情形中，可形成4级或者更多的通气 孔。而且，根据图11的示例，每种状态下都形成了具有不同孔直径的通气孔。然而，本发明 并不局限于前述的配置；在该情形中，可包含具有相同孔直径的状态。例如，取决于空心导 体8的内径和外导体部分15的深度，热状况和冷却状况不同。由于该原因，通气孔的孔直 径可被设置为关于所有级中的一些都相同。由于提供了前述的结构，因而，来自电机外侧而不是来自电机内侧的流向导体8 的内径侧的冷却气体11的流率增加。因此，这用来有效地向电机外侧的空心导体8的停留 区域提供冷却气体11。结果，空心导体8可被保持于低温。(第四实施方式)下面将参照图12以及图13A、13B和13C描述本发明的第四实施方式。在第四实施方式中，相同的参考数字被用来指示与图1至图3所示的第一实施方 式共同的部分，并且省略了具有重叠的说明。在下面的描述中，主要说明与第一实施方式不 同的部分。图12为当从与轴向垂直的方向看导体8及其外围部分时，根据本发明的第四实施 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。如图3所示，前述的第一实施方式涉及其中的空心导体8形成有在导体8的轴向 上具有相同倾斜度的多个通气孔14的情形。根据第四实施方式，如图12所示，空心导体8 形成有具有朝导体8的轴向不同倾斜度的多个通气孔14d、14e和14f。例如，在最靠近电机 内侧形成的通气孔14d向电机内侧倾斜。在最靠近电机外侧形成的通气孔14f向电机的外 侧倾斜。位于孔14d和14f之间的通气孔14水平地形成。换句话说，在电机的内侧形成的 通气孔具有更大的朝向电机内侧的倾斜度而在电机外侧形成的通气孔具有更大的朝电机 外侧的倾斜度。根据图12的示例，空心导体8形成有3级(上级、中级和下级)通气孔14d、14e和 14f。然而，本发明并不局限于前述的配置；在该情形中，可形成4级或更多的通气孔。在该 情形中，朝向电机外侧的倾斜度被设置为从形成于最靠近电机内侧的通气孔到形成于最靠 电机外侧的通气孔依次逐级增大。由于提供了前述的结构，因而，从电机外侧的通气孔注入的冷却气体11被有效地 提供给位于电机外侧的空心导体的停留区域。而且，借助于从电机内侧形成的通气孔注入 的冷却气体11，产生了流向电机内侧的气流。因此，空心导体8可被保持于低温。除了图12中所示的结构，还可应用图13A、13B和13C中示出的结构。图13A、13B和13C为当从轴向看空心导体8时的各级的截面视图。例如，如图13A所示，形成于最靠近电机内侧的通气孔14d(也就是上级通气孔) 没有向空心导体8的圆周方向倾斜。如图13C所示例说明的，形成于最靠近电机外侧的通 气孔14f向电机最外侧倾斜。如图13B所描述的，在通气孔14d和14f之间插入的通气孔 14适当地向电机外侧倾斜。换句话说，形成于电机外侧的通气孔具有更大的朝向电机外侧 的倾斜度。根据图13AU3B和13C的示例，空心导体8形成有3级(上级、中间和下级)通气 孔14d、14e和14f。然而，本发明并不局限于前述的配置；在该情形中，可具有4级或者更 多的通气孔。在该情形中，朝向电机外侧的倾斜度被设置为从最靠近电机内侧形成的通气孔到最靠近电机外侧的通气孔依次逐级增大。由于提供了前述的结构，因而，从电机外侧的通气孔产生了更强的涡流。这用来有效地搅动电机外侧的空心导体8的停留区域。因此，空心导体8可被保持于低温。另外，取决于空心导体8的内径和外导体部分15的深度，多级通气孔中的每个在 轴向和圆周方向上的倾斜度可依据热状况和冷却状况而适当地改变。这样，冷却气体11流 被控制以使空心导体8被保持于低温。第四实施方式除了图12所示的结构外，还应用图13A、13B和13C所示的结构的情 形。然而，本发明并不局限于前述结构。例如，下述的配置可用作通气孔14d、14e和14f的 结构。特别地，可仅仅采用图12中示出的形状而不采用图13A、13B和13C所示的形状。相 反地，也可仅采用图13A、13B和13C中示出的形状而不采用图12中所示的形状。(第五实施方式)下面将参照图14描述本发明的第五实施方式。在第五实施方式中，相同的参考数字被用来指示与图1至图3所示的第一实施方 式共同的部分，并且省略了具有重叠的说明。在下面的描述中，主要说明与第一实施方式不 同的部分。图14为当从与轴向垂直的方向看导体8及其外围部分时，根据本发明的第五实施 方式的旋转电机的高压套管中包含的导体8及其外围部分的截面视图。根据第五实施方式，如图14所示，空心导体8在轴向上间隔地形成有多个通气孔 14g、14h和14i。而且，空心导体8的内圆周侧具有在轴中心方向上水平延伸的分隔板。这 些分隔板将从前述的通气孔注入的冷却气体部分地隔开。例如，在通气孔14g和14h之间插入分隔板16a。同样地，在通气孔14h和14i之 间插入较前述的分隔板16a更长的分隔板16b。在这种情况下，由分隔板16b占据的面积大 约为空心导体8的空心部分所占据的水平面积的约1/3。另外，通气孔14i可从与空心导体8的壁面相垂直的方向至少朝向空心导体8的 圆周方向或者朝向电机外侧倾斜。由于提供了前述的结构，因而，从通气孔流到电机外侧的冷却气体11长时间逗留 于空心导体8的停留区域。因此，空心导体8被有效地冷却；结果，空心导体8被保持为低
ilm ο(第六实施方式)下面将参照图15描述本发明的第六实施方式。在第六实施方式中，相同的参考数字被用来指示与图1至图3所示的第一实施方 式共同的部分，并且省略了具有重叠的说明。在下面的描述中，主要说明与第一实施方式不 同的部分。图15为当从与轴向垂直的方向看导体8及其外围部分时，根据本发明的第六实施 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。根据第六实施方式，如图15所示，空心导体8在轴向上间隔地形成有多个通气孔 14j、14k和14m。而且，空心导体8的内圆周侧具有内圆筒17。该内圆筒17被用于将来自 空心导体8的电机外端部的冷却气体11引导至空心导体8的电机内端部。例如，如图15所示，设置内圆筒17以使内圆筒的电机外端部位于停留区域的上方。在该情形中，由内圆筒17的空心部分占据的水平面积大约为由空心导体8的空心部分 所占据的水平面积的约1/3。而且，最靠近电机内侧形成的通气孔14j朝向电机内侧倾斜。最靠近电机外侧形 成的通气孔14m朝向电机外侧倾斜。通气孔14i和14j之间的通气孔14k水平地形成。换 句话说，电机内侧形成的通气孔具有更大的朝向电机内侧的倾斜度。电机外侧形成的通气 孔具有更大的朝向电机外侧的倾斜度。根据图15的示例，空心导体8在轴向上间隔地形成 有3级(上级、中间和下级)通气孔14j、14k和14m。然而，本发明并不局限于前述的配置； 在该情形中，可形成4级或者更多的通气孔。在该情形中，朝向电机外侧的倾斜度被设置为 从最靠近电机内侧形成的通气孔到最靠近电机外侧形成的通气孔逐级增大。由于采用了前述的配置，因而，从通气孔流至电机外侧的冷却气体11确保从空心 导体8的停留区域至电机内侧返回的冷却气体11的流通路径。因此，冷却气体11有效地 被提供至空心导体8的停留区域。这样，空心导体8被保持于低温。如上所述，根据各个实施方式，可提供能够有效冷却空心导体的旋转电机的高压 套管。对于所属技术领域技术人员而言，很容易得到其它的优点和修正。因此，本发明在 其更宽泛的方面并不局限于在此说明和描述的具体细节和代表性的实施方式。因此，可进 行各种各样的修正，而不脱离由所附的权利要求以及它们的等同物所定义的一般性的发明 概念的精神或范围。
权利要求
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。
2.根据权利要求1所述的高压套管，其特征在于，所述通气孔(14)从与空心导体(8) 的壁面相垂直的方向向空心导体(8)的圆周方向和电机外侧两个方向倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的高压套管，其特征在于，所述通气孔(14)间隔地形成在 空心导体(8)的轴向上，且在电机外侧形成的通气孔具有更大的孔直径。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高压套管，其特征在于，所述通气孔(14)间隔 地形成在空心导体(8)的轴向上，且形成于电机外侧的通气孔具有朝向圆周方向或者朝向 电机外侧的大的倾斜度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的高压套管，其特征在于，所述通气孔(14)间 隔地形成在空心导体(8)的轴向上，且空心导体(8)的内圆周侧具有用来将从各个通气孔 (14)注入的冷却气体部分地分隔的分隔板。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的高压套管，其特征在于，所述通气孔(14)间隔 地形成在空心导体(8)的轴向上，且空心导体(8)的内圆周侧具有用来将来自空心导体(8) 的电机外端部的冷却气体引导至电机内端部的内圆筒。
全文摘要
本发明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。
文档编号H02K9/00GK101873031SQ20101021412
公开日2010年10月27日 申请日期2010年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者上田隆司, 加幡安雄, 垣内干雄, 植松润一, 谷山贺浩 申请人:株式会社东芝