導通棒端部の構造体
【課題】熱伝導性に優れた巻線の絶縁用の構造体および冠状部を提供する。
【解決手段】巻線端部２を接続するラグ３を冠状部６が高熱伝導性フィラーを含有する樹脂から成り、さらに、パテ７が高熱伝導性フィラーを含有するシリコンエラストマーである構造体及び冠状部で絶縁する。
【解決手段】巻線端部２を接続するラグ３を冠状部６が高熱伝導性フィラーを含有する樹脂から成り、さらに、パテ７が高熱伝導性フィラーを含有するシリコンエラストマーである構造体及び冠状部で絶縁する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導通棒端部の構造体に関する。特に本発明は高圧発電機のステータバー端部に関する。
【０００２】
以下において平易さを出すために、発電機に関してだけ言及する。電気機械が様々な回転する高圧電気機械、例えば電動モータであっても良いことはいずれにせよ明らかである。
【背景技術】
【０００３】
発電機はステータとロータを備えていることが知られている。
【０００４】
ステータは導体を収容するスロットあるいはステータバー（レーベルバーとも呼ばれる）を備えている。
【０００５】
これらのバーはスロット内に収容された直線部分（中央部分）と二つの対向した端部に曲がった部分を有しているのが一般的である。
【０００６】
曲がった部分はそれらの両端部に銅ラグを備えている。これらの銅ラグは次いで一緒にロウ付けされて、導通棒を一緒に電気的に接続しかつ発電機のアーマチュアあるいはステータ巻線を形成する。
【０００７】
相互に接続した銅ラグを保護し、かつ電気的に絶縁するために、ラグを覆う箱形状の冠状部が設けられている。パテは適所で冠状部を保持し、かつ棒端部から外部への十分な熱流を保証するために設けられている。
【０００８】
これに関して、特許文献１ではガラス繊維強化エポキシあるいはポリエステル樹脂の冠状部を開示しており、この冠状部は導通棒端部のラグを収容し、かつパテを介してラグを一緒に接続するために配置されている。パテはフィラーとして石英ＭｅＡｌを有するエポキシ樹脂である。
【０００９】
エポキシ樹脂と石英ＭｅＡｌはどちらも熱伝導性は良くない。したがって、パテの熱伝導率はかなり低い（一般に０．２５Ｗ／ｍＫ）。
【００１０】
特許文献２は相互に接続した銅ラグを覆っている絶縁冠状部を開示している。
【００１１】
特許文献３はラグの周囲に当てられかつバー含浸時に含浸された絶縁材を開示している。
【００１２】
発電機の製造の一般傾向は発電機の容量を増やすことであり、このことは電流密度を一部増やすことにより行われる。
【００１３】
許容できる数値でバー端部温度を保つために、冠状部とパテを通る熱の搬送は増大される必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第４３０９６３６号明細書
【特許文献２】独国特許第４０２４３９５号明細書
【特許文献３】欧州特許第０７１３２８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって本発明の技術的課題は、従来技術の上記問題に取り組んだ構造体および冠状部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この技術的課題の範囲内において、本発明の一分野は構造体と冠状部を提供することで
あり、これにより回転する電気機械の構成部材、特に導通棒端部のラグとこのラグに結合される冠状部は、電流密度が増大するために、熱損失が増えても許容される作動温度の限界の範囲内に保持される。
【００１７】
特に本発明の実施例における構造体と冠状部により、従来の構造体と冠状部と比べた場合、熱拡散を増すことができる。
【００１８】
パテの熱伝導は１Ｗ／ｍＫよりも大きいのが有利である。
【００１９】
本発明の他の分野は、熱サイクル下でのパテとラグの銅部の間の良好な粘着性と同様に
パテと冠状部の間の良好な粘着性を提供することである。このような接続部分での接合不良により裂け目が開いてしまい、（空気で満たされると）熱伝導が極めて悪くなる（約０．０２Ｗ／ｍＫ）。このような避け目により、パテの増大した熱伝導の有益な効果がゼロすなわち何もない程度まで、ラグから外部への熱流束は強く妨げられる。
【００２０】
技術的課題は、これらのおよび他の分野と協働して、従属請求項による構造体と冠状部を提供することにより本発明に従って達せられる。
【００２１】
本発明の他の特徴および長所は、添付の図の限定していない例により図示した、好ましいが唯一ではないパテと構造体の実施例の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ラグを覆っているパテで充填された冠状部と互いにつながった二つのラグの概略横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２３】
図に関しては、互いにつながった二つの導通する棒端部（ステータバー端部）の構造体を示してある。
【００２４】
ステータバーのような導通棒は、（図示していない）ステータスロット内に収容された導通棒の直線部分と互いに対して覆っている曲がった部分２（縮閉線）を有している。
【００２５】
曲がった部分２は各々、４においてその端部にロウ付けされたラグ３を備えている。ラグ３は主としてＬ字形状を有する銅製の剛体部材である（他の形状も可能である）。
【００２６】
ラグ３は５においてロウ付けされた対向した部分を備えている。
【００２７】
冠状部６はラグ３の上方でラグを収容し、囲み、覆い、保護しかつ絶縁するために設けられている。
【００２８】
冠状部６は樹脂から成り、好ましくは補強構造体（すなわち複合材料を規定する）から成る。例えば複合材料とはポリエステル樹脂マトリックスのような樹脂マトリックス内に埋め込まれたガラス繊維である。
【００２９】
さらに、冠状部６は窒化ホウ素（好ましくはフィラー）、アルミナ、あるいはその化合物のような高熱伝導性フィラーを含有している。
【００３０】
冠状部６はパテ７で充填されており、ラグ３上で冠状部を塞ぎ、かつ熱がラグ３から外部へ出るのを助ける。
【００３１】
パテ７はシリコンエラストマー、例えば官能基と付加型架橋反応（addition curing cross-linking）のための助剤を有するポリジメチルシロキサンと、混練り機、ロール型製粉機、あるいは押出し機により、高熱伝導フィラー、例えば窒化ホウ素、好ましくは六方晶窒化ホウ素粉末と混合された水素基を備えたポリジメチルシロキサンのような二つの部分から成る付加型シリコンゴム（an addition curing two-part silicon rubber）であり、この付加型シリコンゴムは室温で硫化する（vulcanize）。
【００３２】
使用しても良い様々な高熱伝導性フィラーはアルミナであってもよく、当然アルミナと窒化ホウ素の組合わせも可能である。
【００３３】
特にシリコンゴムのフィラー含有量は、４５ｗｔ％（すなわち重量で４５％）未満であり、３６〜４３ｗｔ％（すなわち重量で３６〜４３％）で構成されているのが好ましい。
【００３４】
テストが行われ、それによりパテ７が１．１Ｗ／ｍＫよりも大きい必要な大きい熱伝導性、及び冠状部とラグとの必要な良好な付着力を有することがわかった。
【００３５】
特に、５４〜１４６℃の間で５ヶ月の熱サイクルをかけた後で（各温度で６時間の保持時間）、パテ７とラグ３あるいは冠状部６の間に接合不良が全く起こらなかったことが確認された。
【００３６】
さらに、熱サイクル後の機械強度は変わらず、パテ内のクラックは全く生じなかった。
【００３７】
本発明による構造体は、従来の構造体を上回る改善された関係を示した。
【００３８】
記載した特徴が互いに独立して設けられているのは当然である。
【００３９】
事実、使用された材料と寸法は、技術の要求および状態により任意に選択できる。
【符号の説明】
【００４０】
２ ステータバーの曲がった部分
３ ラグ
４ ３の端部
５ ロウ付け部
６ 冠状部
７ パテ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導通棒端部の構造体に関する。特に本発明は高圧発電機のステータバー端部に関する。
【０００２】
以下において平易さを出すために、発電機に関してだけ言及する。電気機械が様々な回転する高圧電気機械、例えば電動モータであっても良いことはいずれにせよ明らかである。
【背景技術】
【０００３】
発電機はステータとロータを備えていることが知られている。
【０００４】
ステータは導体を収容するスロットあるいはステータバー（レーベルバーとも呼ばれる）を備えている。
【０００５】
これらのバーはスロット内に収容された直線部分（中央部分）と二つの対向した端部に曲がった部分を有しているのが一般的である。
【０００６】
曲がった部分はそれらの両端部に銅ラグを備えている。これらの銅ラグは次いで一緒にロウ付けされて、導通棒を一緒に電気的に接続しかつ発電機のアーマチュアあるいはステータ巻線を形成する。
【０００７】
相互に接続した銅ラグを保護し、かつ電気的に絶縁するために、ラグを覆う箱形状の冠状部が設けられている。パテは適所で冠状部を保持し、かつ棒端部から外部への十分な熱流を保証するために設けられている。
【０００８】
これに関して、特許文献１ではガラス繊維強化エポキシあるいはポリエステル樹脂の冠状部を開示しており、この冠状部は導通棒端部のラグを収容し、かつパテを介してラグを一緒に接続するために配置されている。パテはフィラーとして石英ＭｅＡｌを有するエポキシ樹脂である。
【０００９】
エポキシ樹脂と石英ＭｅＡｌはどちらも熱伝導性は良くない。したがって、パテの熱伝導率はかなり低い（一般に０．２５Ｗ／ｍＫ）。
【００１０】
特許文献２は相互に接続した銅ラグを覆っている絶縁冠状部を開示している。
【００１１】
特許文献３はラグの周囲に当てられかつバー含浸時に含浸された絶縁材を開示している。
【００１２】
発電機の製造の一般傾向は発電機の容量を増やすことであり、このことは電流密度を一部増やすことにより行われる。
【００１３】
許容できる数値でバー端部温度を保つために、冠状部とパテを通る熱の搬送は増大される必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第４３０９６３６号明細書
【特許文献２】独国特許第４０２４３９５号明細書
【特許文献３】欧州特許第０７１３２８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって本発明の技術的課題は、従来技術の上記問題に取り組んだ構造体および冠状部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この技術的課題の範囲内において、本発明の一分野は構造体と冠状部を提供することで
あり、これにより回転する電気機械の構成部材、特に導通棒端部のラグとこのラグに結合される冠状部は、電流密度が増大するために、熱損失が増えても許容される作動温度の限界の範囲内に保持される。
【００１７】
特に本発明の実施例における構造体と冠状部により、従来の構造体と冠状部と比べた場合、熱拡散を増すことができる。
【００１８】
パテの熱伝導は１Ｗ／ｍＫよりも大きいのが有利である。
【００１９】
本発明の他の分野は、熱サイクル下でのパテとラグの銅部の間の良好な粘着性と同様に
パテと冠状部の間の良好な粘着性を提供することである。このような接続部分での接合不良により裂け目が開いてしまい、（空気で満たされると）熱伝導が極めて悪くなる（約０．０２Ｗ／ｍＫ）。このような避け目により、パテの増大した熱伝導の有益な効果がゼロすなわち何もない程度まで、ラグから外部への熱流束は強く妨げられる。
【００２０】
技術的課題は、これらのおよび他の分野と協働して、従属請求項による構造体と冠状部を提供することにより本発明に従って達せられる。
【００２１】
本発明の他の特徴および長所は、添付の図の限定していない例により図示した、好ましいが唯一ではないパテと構造体の実施例の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ラグを覆っているパテで充填された冠状部と互いにつながった二つのラグの概略横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２３】
図に関しては、互いにつながった二つの導通する棒端部（ステータバー端部）の構造体を示してある。
【００２４】
ステータバーのような導通棒は、（図示していない）ステータスロット内に収容された導通棒の直線部分と互いに対して覆っている曲がった部分２（縮閉線）を有している。
【００２５】
曲がった部分２は各々、４においてその端部にロウ付けされたラグ３を備えている。ラグ３は主としてＬ字形状を有する銅製の剛体部材である（他の形状も可能である）。
【００２６】
ラグ３は５においてロウ付けされた対向した部分を備えている。
【００２７】
冠状部６はラグ３の上方でラグを収容し、囲み、覆い、保護しかつ絶縁するために設けられている。
【００２８】
冠状部６は樹脂から成り、好ましくは補強構造体（すなわち複合材料を規定する）から成る。例えば複合材料とはポリエステル樹脂マトリックスのような樹脂マトリックス内に埋め込まれたガラス繊維である。
【００２９】
さらに、冠状部６は窒化ホウ素（好ましくはフィラー）、アルミナ、あるいはその化合物のような高熱伝導性フィラーを含有している。
【００３０】
冠状部６はパテ７で充填されており、ラグ３上で冠状部を塞ぎ、かつ熱がラグ３から外部へ出るのを助ける。
【００３１】
パテ７はシリコンエラストマー、例えば官能基と付加型架橋反応（addition curing cross-linking）のための助剤を有するポリジメチルシロキサンと、混練り機、ロール型製粉機、あるいは押出し機により、高熱伝導フィラー、例えば窒化ホウ素、好ましくは六方晶窒化ホウ素粉末と混合された水素基を備えたポリジメチルシロキサンのような二つの部分から成る付加型シリコンゴム（an addition curing two-part silicon rubber）であり、この付加型シリコンゴムは室温で硫化する（vulcanize）。
【００３２】
使用しても良い様々な高熱伝導性フィラーはアルミナであってもよく、当然アルミナと窒化ホウ素の組合わせも可能である。
【００３３】
特にシリコンゴムのフィラー含有量は、４５ｗｔ％（すなわち重量で４５％）未満であり、３６〜４３ｗｔ％（すなわち重量で３６〜４３％）で構成されているのが好ましい。
【００３４】
テストが行われ、それによりパテ７が１．１Ｗ／ｍＫよりも大きい必要な大きい熱伝導性、及び冠状部とラグとの必要な良好な付着力を有することがわかった。
【００３５】
特に、５４〜１４６℃の間で５ヶ月の熱サイクルをかけた後で（各温度で６時間の保持時間）、パテ７とラグ３あるいは冠状部６の間に接合不良が全く起こらなかったことが確認された。
【００３６】
さらに、熱サイクル後の機械強度は変わらず、パテ内のクラックは全く生じなかった。
【００３７】
本発明による構造体は、従来の構造体を上回る改善された関係を示した。
【００３８】
記載した特徴が互いに独立して設けられているのは当然である。
【００３９】
事実、使用された材料と寸法は、技術の要求および状態により任意に選択できる。
【符号の説明】
【００４０】
２ ステータバーの曲がった部分
３ ラグ
４ ３の端部
５ ロウ付け部
６ 冠状部
７ パテ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接続した導通棒端部とパテ（７）で充填された冠状部（６）の構造体において、
冠状部（６）が高熱伝導性フィラーを含有する樹脂から成ること、および
パテ（７）が高熱伝導性フィラーを含有するシリコンエラストマーであることを特徴とする構造体。
【請求項２】
導通棒端部が互いに接続したラグ（３）を備えており、冠状部（６）が相互に接続したラグ（３）覆っていることを特徴とする請求項１記載の構造体。
【請求項３】
シリコンエラストマーが室温で硫化する、二つの部分から成る付加型シリコンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
前記二つの部分から成るシリコンゴムが、官能基と付加型架橋反応のための助剤を有するポリジメチルシロキサンと、水素基を備えたポリジメチルシロキサンであることを特徴とする請求項３に記載の構造体。
【請求項５】
シリコンエラストマー内のフィラー含有量が、４５ｗｔ％未満であり、好ましくは３６〜４３ｗｔ％で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項６】
パテのフィラーが窒化ホウ素、好ましくは六方晶窒化ホウ素粉末、あるいはアルミナあるいは窒化ホウ素との組合せであることを特徴とする請求項５に記載の構造体。
【請求項７】
冠状部の樹脂が強化構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項８】
冠状部の樹脂が窒化ホウ素、好ましくは六方晶窒化ホウ素粉末、あるいはアルミナあるいは窒化ホウ素との組合せを有していることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項９】
導通棒が回転する電気機械のステータバーであることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項１０】
樹脂を使用せずに製造され、高熱伝導フィラーを含有していることを特徴とする電気機械用の冠状部（６）。
【請求項１１】
高熱伝導フィラーが窒化ホウ素、アルミナあるいは窒化ホウ素との組合せであることを特徴とする請求項１０に記載の冠状部（６）。
【請求項１２】
強化構造を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の冠状部（６）。
【請求項１３】
強化構造が樹脂と協働して複合材料を規定していることを特徴とする請求項１２に記載の冠状部（６）。
【請求項１４】
複合材料が樹脂マトリックス内に埋め込まれたガラス繊維であることを特徴とする請求項１３に記載の冠状部（６）。
【請求項１】
互いに接続した導通棒端部とパテ（７）で充填された冠状部（６）の構造体において、
冠状部（６）が高熱伝導性フィラーを含有する樹脂から成ること、および
パテ（７）が高熱伝導性フィラーを含有するシリコンエラストマーであることを特徴とする構造体。
【請求項２】
導通棒端部が互いに接続したラグ（３）を備えており、冠状部（６）が相互に接続したラグ（３）覆っていることを特徴とする請求項１記載の構造体。
【請求項３】
シリコンエラストマーが室温で硫化する、二つの部分から成る付加型シリコンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
前記二つの部分から成るシリコンゴムが、官能基と付加型架橋反応のための助剤を有するポリジメチルシロキサンと、水素基を備えたポリジメチルシロキサンであることを特徴とする請求項３に記載の構造体。
【請求項５】
シリコンエラストマー内のフィラー含有量が、４５ｗｔ％未満であり、好ましくは３６〜４３ｗｔ％で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項６】
パテのフィラーが窒化ホウ素、好ましくは六方晶窒化ホウ素粉末、あるいはアルミナあるいは窒化ホウ素との組合せであることを特徴とする請求項５に記載の構造体。
【請求項７】
冠状部の樹脂が強化構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項８】
冠状部の樹脂が窒化ホウ素、好ましくは六方晶窒化ホウ素粉末、あるいはアルミナあるいは窒化ホウ素との組合せを有していることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項９】
導通棒が回転する電気機械のステータバーであることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項１０】
樹脂を使用せずに製造され、高熱伝導フィラーを含有していることを特徴とする電気機械用の冠状部（６）。
【請求項１１】
高熱伝導フィラーが窒化ホウ素、アルミナあるいは窒化ホウ素との組合せであることを特徴とする請求項１０に記載の冠状部（６）。
【請求項１２】
強化構造を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の冠状部（６）。
【請求項１３】
強化構造が樹脂と協働して複合材料を規定していることを特徴とする請求項１２に記載の冠状部（６）。
【請求項１４】
複合材料が樹脂マトリックス内に埋め込まれたガラス繊維であることを特徴とする請求項１３に記載の冠状部（６）。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−７０６２１（Ｐ２０１２−７０６２１Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０１９４２（Ｐ２０１１−２０１９４２）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４０１ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４０１ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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