水車発電機内の冷却媒体流動の可視化

摘要

近年、水車発電機の高効率化の要求が増々高くなつてきている。発電機損失の約25%は冷却ガスを循環させるための動力である風損で占められているため、1/3スケールモデル通風検証試験や大規模流体解析等によリ風損低減対策を検討してきた。しかしながら、解析の妥当性検証のために冷却流路出口等にピトー管または熱線流速計などを设置して冷却ガスの流速分布を评価しているものの、ロータとステータ間のギャップ部や、ロータゃステータ内部の冷却流路は数mm程度と狭く計測が困難であった。そこで、狭小部の計測が可能な非接触光学計測手法によって、水車発電機内の流動状態を把握することを目的に、同期機突極型ロータや可変速機円筒型ロータを模擬した可視化試験装置を製作し、ギャップ部を中心にロータおよびステータ内部の冷却流路の流動計測を行ったので、その詳細を報告する。