带轴密封装置的旋转电机

摘要

本发明的目的在于，以简单的结构使带轴密封装置的旋转电机中的密封圈的温度分布变得均匀。本发明的带轴密封装置的旋转电机包括：具有轴的转子；配置在转子周围的定子；形成有多个贯通孔且配置在轴周围的密封圈；具有供油口并对密封圈的周围进行包围的压盖密封部；配置在密封圈与压盖密封部之间的隔板；以及固定压盖密封部且收纳有转子和定子的外壳。

权利要求

1.一种带轴密封装置的旋转电机，其特征在于，包括：具有轴的转子；

配置在所述转子周围的定子；

形成有多个贯通孔且配置在所述轴周围的密封圈；

具有供油口并具有对所述密封圈的周围进行包围的内壁的压盖密封部；

配置在所述密封圈与所述压盖密封部之间的隔板；以及固定所述压盖密封部且收纳有所述转子和所述定子的外壳，所述隔板固定于对所述密封圈的周围进行包围的压盖密封部的内壁，与设置于所述压盖密封部的所述供油口相对。

2.如权利要求1所述的带轴密封装置的旋转电机，其特征在于，在所述压盖密封部的内壁形成有槽，所述隔板插入到该槽中。

3.如权利要求1或2所述的带轴密封装置的旋转电机，其特征在于，所述隔板包围所述密封圈的整个周边。

4.如权利要求3所述的带轴密封装置的旋转电机，其特征在于，所述隔板开设有多个油量调节孔。

5.如权利要求4所述的带轴密封装置的旋转电机，其特征在于，所述供油口避开能在正下方观察到所述多个油量调节孔的位置来进行配置。

6.如权利要求5所述的带轴密封装置的旋转电机，其特征在于，所述多个油量调节孔中，离设置于所述压盖密封部的供油口越远，孔的大小越大。

说明书

带轴密封装置的旋转电机

技术领域

[0001] 本发明涉及旋转电机，尤其涉及具备轴密封装置的旋转电机。

背景技术

[0002] 在涡轮发电机等旋转电机中，为了对内部进行冷却，将氢气等气体作为冷却介质来使用。通过使用密封圈的轴密封装置将冷却介质密封在旋转电机内(例如专利文献1～5)。该轴密封装置中，油通过供油管提供给密封圈的后室。油从后室向密封圈的内周侧移动。在上述结构中，供油口附近部分的密封圈的背面温度变低。密封圈不能膨胀(或变形)，因此在供油口附近部分，覆盖轴的油膜变薄，油膜的温度上升。

[0003] 油膜温度的上升会引起密封圈的破损。为了抑制温度的偏差，预先制作内径较大的密封圈，该密封圈会过量地消耗油。与该过量的油量相匹配地设计轴密封装置的构成零部件(泵、过滤器等)的规格。为了抑制用于密封气体所需要的油量，设计多个朝着密封圈的供油方向(例如专利文献1)。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献

[0006] 专利文献1：日本专利特开昭58-5568号公报

[0007] 专利文献2：日本专利特开昭58-186353号公报

[0008] 专利文献3：日本专利特开昭61-85030号公报

[0009] 专利文献4：日本专利特开昭64-8839号公报

[0010] 专利文献5：日本专利特开平9-303406号公报

发明内容

[0011] 发明所要解决的技术问题

[0012] 本发明是用于解决上述技术问题而完成的，其目的在于，以简单的结构使密封圈的温度分布变均匀。

[0013] 用于解决问题的手段

[0014] 本发明所涉及的带轴密封装置的旋转电机包括：具有轴的转子；配置在转子周围的定子；形成有多个贯通孔且配置在轴周围的密封圈；具有供油口并包围密封圈的周围的压盖密封部；配置在密封圈与压盖密封部之间的隔板；以及固定压盖密封部且收纳有转子和定子的外壳。

[0015] 发明效果

[0016] 根据本发明所涉及的带轴密封装置的旋转电机，能以简单的结构使密封圈的温度分布变均匀。

附图说明

[0017] 图1是表示本发明的实施方式所涉及的带轴密封装置的旋转电机的整体结构的图。

[0018] 图2是表示本发明的实施方式1所涉及的轴密封机构的结构的侧面剖视图。

[0019] 图3是表示本发明的实施方式1所涉及的压盖密封部(gland seal)的结构的侧面剖视图。

[0020] 图4是表示本发明的实施方式1所涉及的轴密封机构的结构的正面剖视图。

[0021] 图5是表示本发明的实施方式2所涉及的轴密封机构的结构的侧面剖视图。

[0022] 图6是表示本发明的实施方式2所涉及的轴密封机构的结构的正面剖视图。

[0023] 图7是表示本发明的实施方式2所涉及的隔板的结构的展开图。

具体实施方式

[0024] 下面，基于附图详细说明本发明所涉及的带轴密封装置的旋转电机的实施方式。此外，本发明不限于以下的叙述，可在不脱离本发明的要点的范围内进行适当的变更。图中，标注相同标号的结构要素表示相同或相当的结构要素。

[0025] 实施方式1.

[0026] 下面，基于附图对本发明的实施方式1进行说明。图1表示具备旋转电机10和供油装置20的带轴密封装置的旋转电机100的整体结构。涡轮发电机等旋转电机10包括：外壳7、转子15、定子16、以及轴密封机构40等。转子15上安装有轴2。轴2的两端被滑动轴承30所支承。供油装置20由真空泵11、密封油泵12、真空箱13及差压调整阀14等构成。真空箱13中储存有密封油21。旋转电机10与供油装置20通过供油管6相连接。密封油21通过供油管6提供给轴密封机构40。从轴密封机构40排出的密封油21通过油回收管6c返回到真空箱13。旋转电机10的内部填充有氢气。为了提高冷却效果，使氢气循环。

[0027] 图2是表示轴密封机构40的结构的剖视图。图的左侧是机构外侧。通过将比气体压力要高的密封油21提供到轴2与密封圈1之间，来防止气体从外壳7泄漏出去。压盖密封部3对密封圈1的周围进行包围，具有收纳密封圈1的结构。密封圈1配置成包围轴2。将密封圈1与压盖密封部3之间的空间称为后室4。经由供油管6的密封油21从压盖密封部3的供油口6a流入后室4，并从支架9的排油口6b流出。

[0028] 支架9与轴2之间充满密封油21。密封圈1因形成于密封圈1与轴2之间的间隙中的油膜的压力，而相对于轴2浮起。间隙的大小决定为在旋转电机10运行的过程中密封圈1与轴2不会接触。为了减少密封油21的油量，减小间隙是有效的。密封圈1中形成有在与轴垂直的方向上贯穿的供油调节孔1a以及与供油调节孔1a连通且贯穿设置在轴的轴向的供油调节孔1b。隔板5固定于压盖密封部3的内周侧。油回收管6c与排油口6b相连接。

[0029] 图3是表示压盖密封部3的结构的剖视图。压盖密封部3中形成有供油口6a和槽8。槽8加工为仅对密封圈1周围的局部进行包围。槽8中插入有金属制的隔板5。隔板5配置在与供油口6a相对的位置，以切断从供油口6a流入的密封油21的流动。槽8设置在压盖密封部3的内周侧。供油管6与供油口6a相连接。

[0030] 图4是表示轴密封机构40的结构的正面剖视图。隔板5与供油口6a相对。仅后室4中的供油口6a附近在径向上被隔板5一分为二。利用隔板5防止供油口6a附近的密封圈1被极端地冷却。密封油21通过供油口6a与隔板5碰撞，从而被分流，然后被提供给后室4。并且，密封油21通过密封圈1的供油调节孔1a，从密封圈外径侧呈放射状地分散到密封圈内径侧。提供到轴2与密封圈1之间的密封油21在轴2与密封圈1之间形成油膜，对填充到旋转电机10中的氢气等气体进行密封。

[0031] 此处，采用以下结构：在供油口6a的附近，隔板5没有开设油量调节用的孔。由此，通过消除密封圈周向的温度差、抑制变形，能减少间隙、减少油量。在供油口6a的附近隔板5开设有油量调节用的孔的情况下，密封油通过该隔板5的油量调节用的孔，直接对密封圈进行冷却。通过上述结构，能防止密封油21将密封圈1的特定一个部位极端冷却，获得可靠性高的密封圈。隔板5为插入压盖密封部3的槽8的形状，能以较简单的结构实现上述功能。

[0032] 实施方式2.

[0033] 基于附图，对实施方式2进行说明。图5是表示实施方式2所涉及的轴密封机构40的结构的剖视图。压盖密封部3的内侧固定有圆筒状的隔板5。密封圈1配置成包围轴2。形成于密封圈1与压盖密封部3之间的后室被隔板5分成外侧后室4a和内侧后室4b。密封圈1收纳于压盖密封部3。密封油21从形成于压盖密封部3的供油口6a流入外侧后室4a，并从形成于支架9的排油口6b流出。

[0034] 密封圈1因形成于密封圈1与轴2之间的间隙中的油膜的压力，而相对于轴2浮起。间隙的大小决定为在旋转电机10运行的过程中密封圈1与轴2不会接触。为了减少密封油21的油量，减小间隙是有效的。密封圈1中形成有在与轴垂直的方向上贯穿的供油调节孔1a以及与供油调节孔1a连通且贯穿设置在轴向的供油调节孔1b。具有多个油量调节孔的隔板5在密封圈1的外侧与轴2配置在同轴上。

[0035] 图6是表示轴密封机构40的结构的正面剖视图。密封圈1和隔板5在轴2的周围配置在同轴上。隔板5包围密封圈1的整个周边。隔板5设有油量调节孔H1～H8。优选为形成于隔板5的油量调节孔的个数与形成于密封圈1的供油调节孔1a的个数相同。密封油21通过油量调节孔H1～H8充满外侧后室4a和内侧后室4b。供油口6a配置在在正下方观察不到隔板5的油量调节孔H1～H8的位置，使得密封油21移动尽可能长的距离，直至在轴2的周围形成油膜。

[0036] 图7表示隔板5的展开图。隔板5上等间隔地贯穿设置有油量调节孔H1～H8。孔的大小为，油量调节孔H1和油量调节孔H2最小，油量调节孔H5和油量调节孔H6最大。隔板5配置成孔最小的油量调节孔H1和油量调节孔H2的中央部与供油口6a相对。隔板5的油量调节孔中，离供油口6a越远，孔的大小越大，由此，从所有的油量调节孔H均等地提供密封油。隔板5为插入压盖密封部3的槽的形状，能以较简单的结构实现上述功能。

[0037] 密封油21通过供油口6a首先提供给后室中的外侧后室4a。然后，密封油21沿着隔板5移动，从油量调节孔H1～8中的任意一个提供给内侧后室4b。并且，密封油21通过密封圈1的供油调节孔1a提供到轴2与密封圈1之间。密封油21在轴2与密封圈1之间形成油膜，对填充到旋转电机10中的气体进行密封。由此，能防止密封油21将密封圈1的特定一个部位极端冷却，获得可靠性高的密封圈。

[0038] 此外，本发明可以在其发明范围内对实施方式自由地进行组合，或对各实施方式进行适当的变形、省略。

[0039] 工业上的实用性

[0040] 本发明涉及在面向发电站的旋转电机中为了防止冷却气体从轴泄漏而设置的轴密封装置。

[0041] 标号说明

[0042] 1       密封圈

[0043] 1a      供油调节孔

[0044] 1b      供油调节孔

[0045] 2       轴

[0046] 3       压盖密封部

[0047] 4       后室

[0048] 4a      外侧后室

[0049] 4b      内侧后室

[0050] 5       隔板

[0051] 6       供油管

[0052] 6a      供油口

[0053] 6b      排油口

[0054] 6c      油回收管

[0055] 7       外壳

[0056] 8       槽

[0057] 9       支架

[0058] 10      旋转电机

[0059] 11      真空泵

[0060] 12      密封油泵

[0061] 13      真空箱

[0062] 14      压差调整阀

[0063] 15     转子

[0064] 16   定子

[0065] 20   供油装置

[0066] 21   密封油

[0067] 30   滑动轴承

[0068] 40   轴密封机构

[0069] H1～H8  油量调节孔

[0070] 100  带轴密封装置的旋转电机