BR112018001754B1

BR112018001754B1 - Estrutura de resfriamento para máquina dínamo-elétrica

Info

Publication number: BR112018001754B1
Application number: BR112018001754-0A
Authority: BR
Inventors: Tomoyuki Manabe; Takenari OKUYAMA
Original assignee: Nissan Motor Co., Ltd
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2022-09-27
Also published as: CN107925314A; CN107925314B; JPWO2017018067A1; EP3331134A1; CA2993512C; BR112018001754A2; WO2017018067A1; RU2018107129A3; US10707726B2; KR20180027556A; MX2018000907A; MY190175A; US20180205294A1; CA2993512A1; JP6451856B2; RU2702350C2; EP3331134A4; KR102016863B1; RU2018107129A

Abstract

ESTRUTURA DE RESFRIAMENTO PARA MÁQUINA DÍNAMO-ELÉTRICA. A presente invenção refere-se a fornecer uma estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica, a estrutura de resfriamento sendo capaz de resfriar de forma econômica e eficiente um motor. Uma estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica é fornecida com: um caminho de fornecimento de refrigerante (4) para a introzir um refrigerante no rotor (2); e as saídas de refrigerante (43a) que são abertas para o caminho de fornecimento de refrigerante (4) de modo que o refrigerante seja respingado nas extremidades da bobina (32e) de um estator (3) à medida que o rotor (2) rotaciona, onde os elementos de parede de bloqueio ( 5) para bloquear uma parte do refrigerante, que respinga a partir das saídas de refrigerante (43a) quando o rotor (2) rotaciona, são fornecidos em caminhos de respingo de refrigerante (14a) entre as saídas de refrigerante (43a) e as extremidades da bobina (32e), e a taxa na qual os elementos de parede de bloqueio (5) protegem as extremidades da bobina (32e) contra o refrigerante é baixa quando o rotor (2) rotaciona em uma baixa velocidade e é alta quando o rotor (2) rotaciona em alta velocidade.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a uma estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica que resfria uma máquina dínamo-elétrica usando um refrigerante.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Convencionalmente, de modo a desenvolver um motor compacto de alto rendimento, uma estrutura para refrigerar eficientemente partes que atingem uma alta temperatura introduzindo um refrigerante no interior do motor foi estudada.

[003] Como tal uma estrutura de resfriamento, uma estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica é conhecida em que o caminho de fluxo de refrigerante é comutado de acordo com o estado de operação do motor incorporando uma parte de comutação de caminho de fluxo de refrigerante, configurada utilizando uma mola, uma placa e similares, em um motor do tipo ímã permanente (por exemplo, consultar o Documento de Patente 1). Nesta técnica anterior, o resfriamento eficiente pode ser realizado fornecendo refrigerante a uma bobina durante a rotação de baixa velocidade em que a temperatura da bobina do estator se torna alta, e fornecendo refrigerante em um rotor durante a rotação de alta velocidade na qual a temperatura do ímã do rotor torna-se alta. Documentos de técnicas anteriores Documentos de patente Documento de Patente 1: Pedido de Patente Japonesa Submetido à inspeção pública No. 2009-118686

SUMÁRIO DA INVENÇÃO Problema a ser resolvido pela invenção

[004] No entanto, na técnica anterior descrita acima, de modo a resfriar eficientemente o motor, é necessário incorporar partes de comutação de caminho de fluxo, tal como uma mola, uma placa e similares, no rotor. Consequentemente, há o problema de que o número de partes é aumentado, e as etapas de montagem são aumentadas, levando a um aumento no custo. Em vista dos problemas descritos acima, um objetivo da presente invenção é fornecer uma estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica, capaz de resfriar de forma econômica e eficiente um motor.

Meios de alcançar o objetivo

[005] A estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica da presente invenção compreende uma saída de refrigerante que é aberta para um caminho de fornecimento de refrigerante, de modo que o refrigerante espirre em direção à extremidade da bobina do estator à medida que o rotor é rotacionado. A presente invenção é configurada como uma estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica, na qual a taxa na qual uma parede de bloqueio, fornecida em um caminho de respingo de refrigerante entre a saída de refrigerante e as extremidades da bobina, que protege as extremidades da bobina contra o refrigerante, é baixa durante a rotação de baixa velocidade e alta durante a rotação de alta velocidade do rotor.

Efeitos da invenção

[006] Na presente invenção, a velocidade na qual um refrigerante, que respinga no caminho de respingo de refrigerante a partir da saída de refrigerante em direção à extremidade da bobina devido à força centrífuga, é fornecido à extremidade da bobina e ao núcleo do rotor pode ser alterada de acordo com a velocidade de rotação do rotor, utilizando uma parede de bloqueio fornecida entre a saída de refrigerante do rotor e a extremidade da bobina do estator. Portanto, é possível fornecer uma estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica capaz de resfriar de forma econômica e eficiente um motor.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[007] A Figura 1 é uma vista transversal de uma máquina dinamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a primeira modalidade.

[008] A Figura 2 é uma vista em perspectiva que ilustra as partes principais da máquina dinamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a primeira modalidade.

[009] A Figura 3 é uma vista em perspectiva que ilustra as partes principais da máquina dínamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a segunda modalidade.

[010] A Figura 4 é uma vista em perspectiva que ilustra as partes principais da máquina dínamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a terceira modalidade.

[011] A Figura 5 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a quarta modalidade.

[012] A Figura 6 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a quinta modalidade.

[013] A Figura 7 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a sexta modalidade.

[014] A Figura 8 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a sétima modalidade.

[015] A Figura 9 é uma vista em corte transversal de uma máquina dínamo- elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo- elétrica de acordo com a oitava modalidade.

[016] A Figura 10 é uma vista transversal de uma máquina dinamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a nona modalidade.

[017] A Figura 11 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a décima modalidade.

[018] A Figura 12 é uma vista em corte transversal de uma máquina dínamo- elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo- elétrica de acordo com a décima primeira modalidade.

[019] A Figura 13 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a décima segunda modalidade.

[020] A Figura 14 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a terceira modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[021] As modalidades preferenciais para a realização da estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica da presente invenção são descritas abaixo com base nas modalidades ilustradas nos desenhos.

(Modalidade 1)

[022] A configuração da estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a primeira modalidade será descrita. Primeiro, será descrita a estrutura de uma máquina dínamo-elétrica A fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a primeira modalidade. A Figura 1 é uma vista transversal que ilustra a máquina dínamo- elétrica A. Essa máquina dínamo-elétrica A compreende um alojamento 1, um rotor 2 e um estator 3.

[023] O alojamento 1 compreende um corpo principal de alojamento 11 tendo uma forma substancialmente cilíndrica, e um par de tampas 12, 13 tendo formas substancialmente de disco, que fecham as aberturas em ambas as extremidades axiais deste corpo principal de alojamento 11, formando um espaço de alojamento 14 dentro.

[024] O rotor 2 compreende um eixo de rotor 21 e um núcleo de rotor 22. O eixo de rotor 21 está disposto ao longo do eixo central do alojamento 1, e ambas as suas extremidades são suportadas rotativamente nas tampas 12, 13 por meio de um par de rolamentos de eixo 25, 26. As tampas 12, 13 compreendem um par de protusões anulares 12a, 13a, que se projetam em uma forma anular na direção axial em direção ao espaço de alojamento 14, e os perímetros externos dos rolamentos de eixo 25, 26 são suportados pelos perímetros internos destas protrusões anulares 12a, 13a.

[025] O núcleo de rotor 22 é fixado ao perímetro externo do eixo de rotor 21 em um estado em que uma pluralidade de placas de metal é colocada em camadas na direção axial, e as suas duas partes de extremidade na direção axial são suportadas por um par de placas de extremidade 22e, 22e. A máquina dínamo- elétrica A da primeira modalidade é um motor síncrono de tipo ímã permanente, e o núcleo de rotor 22 compreende uma pluralidade de ímãs permanentes 22a espaçados na direção circunferencial.

[026] O estator 3 compreende um núcleo de estator 31. Este núcleo de estator 31 está disposto através de um espaço de ar a partir do perímetro externo do núcleo de rotor 22, e é fixado ao perímetro interno do corpo principal de alojamento 11. Além disso, o núcleo de estator 31 compreende uma pluralidade de dentes no perímetro interno do mesmo, uma bobina 32 é enrolada em torno de cada dente, e as extremidades da bobina 32e estão dispostas nos lados externos das duas extremidades axiais do núcleo de estator 31. O núcleo de estator 31 é configurado colocando em camadas uma grande quantidade de placas de aço em forma de anel na direção axial do eixo de rotor 21.

[027] A máquina dínamo-elétrica A configurada como descrito acima é capaz de funcionar como um motor elétrico por energização da bobina 32, além de funcionar como um gerador que gera energia elétrica usando a força motriz que é transmitida a partir do exterior para a máquina dínamo-elétrica A.

[028] Em seguida, será descrita a estrutura de resfriamento na máquina dínamo-elétrica A. O rotor 2 é fornecido com um caminho de fornecimento de refrigerante 4 para fornecer líquido refrigerante a partir do exterior da máquina dínamo-elétrica A. Ou seja, a máquina dínamo-elétrica A é uma estrutura para refrigerar o ímã permanente 22a e a extremidade da bobina 32e. Óleo de resfriamento pode ser usado como líquido refrigerante, mas não é imposta qualquer limitação. Além disso, o líquido refrigerante é fornecido e descarregado em relação à máquina dínamo-elétrica A usando uma bomba, que não é mostrada.

[029] O caminho de fornecimento de refrigerante 4 compreende um caminho de fluxo de eixo de rotação 41, um caminho de fluxo radial 42 e um caminho de fluxo axial do rotor 43. O caminho de fluxo do eixo de rotação 41 se estende na direção axial ao longo do eixo central do eixo de rotor 21 a partir de uma entrada de refrigerante 41a em uma extremidade do eixo de rotor 21, e a sua extremidade distal na direção de extensão é disposta substancialmente na posição central do núcleo de rotor 22 na direção axial.

[030] O caminho de fluxo radial 42 estende-se radialmente para fora a partir da extremidade distal do caminho de fluxo do eixo de rotação 41, através do eixo de rotor 21, para uma posição radialmente intermediária do núcleo de rotor 22, e uma pluralidade dos mesmos é formada espaçada na direção circunferencial. O caminho de fluxo axial do rotor 43 estende-se a partir da extremidade distal radialmente para fora de cada caminho de fluxo radial 42 e se estende ao longo da direção axial para as duas superfícies de extremidade laterais axiais 22b, 22b do núcleo de rotor 22, e abre as saídas de refrigerante 43a nas duas superfícies de extremidade axiais 22b, 22b do núcleo de rotor 22. As saídas de refrigerante 43a são fornecidas em intervalos substancialmente iguais na direção circunferencial nas duas superfícies de extremidade laterais axiais 22b, 22b do núcleo de rotor 22, como ilustrado na Figura 2.

[031] Quando o rotor 2 é rotacionado, o líquido refrigerante fornecido ao caminho de fornecimento de refrigerante 4 a partir da entrada de refrigerante 41a ilustrado na Figura 1 é respingado a partir das saídas de refrigerante 43a em direção às extremidades de bobina 32e na direção de diâmetro externo. No espaço de alojamento 14, as partes em que o líquido refrigerante é respingado a partir das saídas de refrigerante 43a para as extremidades da bobina 32e, desta maneira, são os caminhos de respingo de refrigerante 14a. Ou seja, um caminho de respingo de refrigerante 14a é o espaço intercalado entre as duas superfícies de extremidade laterais 22b, 22b do núcleo de rotor 22 e as protusões anulares 12a, 13a das tampas 12, 13 na direção ao longo da direção axial, e entre uma saída de refrigerante 43a e uma extremidade de bobina 32e na direção radial.

[032] O líquido refrigerante que é respingado através deste caminho de respingo de refrigerante 14a cai dentro do espaço de alojamento 14, é retornado para um tanque de óleo, que não é mostrado, através dos orifícios de descarga 11c, 11c formados no corpo principal do alojamento 11, submetidos à dissipação de calor usando um radiador, ou similar, que não é mostrado, e é retornado para o caminho de fornecimento de refrigerante 4 a partir da entrada de refrigerante 41a.

[033] Além disso, a estrutura de resfriamento da primeira modalidade é fornecida com um elemento de parede de bloqueio 5 que protege uma parte do líquido refrigerante que respinga radialmente para fora a partir das saídas de refrigerante 43a em direção às extremidades da bobina 32e no caminho de respingo de refrigerante 14a. Na primeira modalidade, o elemento de parede de bloqueio 5 é fixado às tampas 12, 13. Este elemento de parede de bloqueio 5 é formado em uma forma anular na parte no lado mais afastado da superfície de extremidade lateral 22b, como ilustrado na Figura 2, e protege o caminho de respingo de refrigerante 14a através de toda a circunferência.

[034] Por outro lado, no lado mais próximo da superfície de extremidade lateral 22b, o elemento de parede de bloqueio 5 forma passagens de comunicação 51 que conectam o lado de saída de refrigerante 43a e o lado de extremidade de bobina 32e, como ilustrado na Figura 1. Isto é, as passagens de comunicação 51 são formadas pelo espaço entre a superfície de extremidade axial do elemento de parede de bloqueio 5 no lado do núcleo de rotor 22 e a superfície de extremidade lateral 22b do núcleo de rotor 22 e rebaixos de comunicação 51a formados no elemento de parede de bloqueio 5, como ilustrado na Figura 2. Os rebaixos de comunicação 51a são fornecidos na parte de extremidade do elemento de parede de bloqueio 5 no lado do núcleo de rotor 22, em intervalos constantes na direção circunferencial, e o elemento de parede de bloqueio 5 tem uma forma convexa / côncava, como ilustrado na Figura 2.

[035] Por conseguinte, o elemento de parede de bloqueio 5 protege as saídas de refrigerante 43a em direção à direção do diâmetro externo em toda a circunferência em uma posição afastada das duas superfícies de extremidade lateral 22b, 22b do núcleo de rotor 22 na direção axial, e área de proteção é grande e o grau de proteção é alto em relação às extremidades da bobina 32e na direção do diâmetro externo. Por outro lado, em uma posição próxima das duas superfícies de extremidade lateral 22b, 22b do núcleo de rotor 22 na direção axial, o elemento de parede de bloqueio 5 compreende passagens de comunicação 51 tendo grandes áreas transversais de comunicação no lado próximo à superfície de extremidade lateral 22b, e a área de proteção é pequena e o grau de proteção é baixo em relação às extremidades da bobina 32e na direção do diâmetro externo.

[Ações da Primeira Modalidade]

[036] Em seguida, a ação da primeira modalidade será descrita. Ao acionar a máquina dínamo-elétrica A, o refrigerante é fornecido à entrada de refrigerante 41a do caminho de fornecimento de refrigerante 4. O líquido refrigerante fornecido a este caminho de fornecimento de refrigerante 4 respinga a partir das saídas de refrigerante 43a através dos caminhos de respingo de refrigerante 14a na direção do diâmetro externo pela força centrífuga que atua devido à rotação do rotor 2. Então, o líquido refrigerante respingado através dos caminhos de respingo de refrigerante 14a realiza a troca de calor e resfria o ímã permanente 22a do rotor 2 e a bobina 32 do estator 3, e é então descarregado a partir dos orifícios de descarga 11c do corpo principal de alojamento 11. A máquina dínamo-elétrica A é resfriada por esta circulação do líquido refrigerante.

[037] Na máquina dínamo-elétrica A, as partes que são prováveis de gerar troca de calor entre o ímã permanente 22a do rotor 2 e a bobina 32 do estator 3, dependendo da velocidade de rotação do rotor 2. Em geral, durante a rotação de baixa velocidade, é frequentemente desejável para obter um alto torque de saída. Nesse caso, a corrente que é levada a fluir na bobina 32 é aumentada, o que aumenta a perda de cobre, e a bobina 32 provavelmente gerará calor. Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade, o fluxo magnético que atravessa o ímã permanente 22a é substituído mais frequentemente, o que aumenta a perda por histerese e a perda de corrente parasita, ou seja, perda de ferro, e o ímã permanente 22a entra em um estado mais provável para gerar calor.

[038] Por conseguinte, na primeira modalidade, a localização a ser resfriada é comutada alterando a taxa de fornecimento do refrigerante entre o ímã permanente 22a do rotor 2 e a bobina 32 do estator 3, com base nas características de proteção do elemento de parede de bloqueio 5.

[039] A operação de comutação da taxa de fornecimento do líquido refrigerante para o núcleo de rotor 22 e a extremidade da bobina 32e, de acordo com a velocidade de rotação da máquina dinamo-elétrica A descrita acima na primeira modalidade, será descrita abaixo. Durante a rotação de baixa velocidade do rotor 2, a força centrífuga que atua sobre o líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a é relativamente pequena em comparação com a rotação de alta velocidade, e a taxa de fluxo do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a também são baixas. Neste caso, a taxa na qual o líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a passa por uma posição próxima das duas superfícies de extremidade lateral 22b, 22b do rotor 2 na direção axial aumenta, conforme indicado pela seta pontilhada LOW na Figura 2, e a taxa na qual o líquido refrigerante passa por uma posição distante das duas superfícies de extremidade lateral 22b, 22b diminui, conforme indicado pela seta sólida HIGH.

[040] Por conseguinte, durante a rotação de baixa velocidade do rotor 2, a proporção do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a que não é protegida pelo elemento de parede de bloqueio 5 e que passa atravpes das passagens de comunicação 51 em direção às extremidades da bobina 32e é maior do que durante a rotação de alta velocidade, e a taxa que é protegida pelo elemento de parede de bloqueio 5 é menor do que durante a rotação de alta velocidade. Portanto, as extremidades da bobina 32e são resfiradas relativamente mais eficientemente do que o núcleo de rotor 22.

[041] Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade do rotor 2, a força centrífuga que atua sobre o líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a é relativamente alta em comparação com a rotação de baixa velocidade, e a taxa de fluxo do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a é feita para ser alta. Neste caso, a taxa na qual o líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a passa por uma posição próxima das duas superfícies de extremidade lateral 22b, 22b do rotor 2 na direção axial diminui, conforme indicado pela seta pontilhada LOW na Figura 2, e a taxa na qual o líquido refrigerante passa por uma posição distante das duas superfícies de extremidade lateral 22b, 22b aumenta, conforme indicado pela seta sólida HIGH.

[042] Por conseguinte, durante a rotação de alta velocidade do rotor 2, a proporção do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a que passa através das passagens de comunicação 51 é menor do que durante a rotação de baixa velocidade, e a taxa que está protegida pelo elemento de parede de bloqueio 5 aumenta em comparação com durante a rotação de baixa velocidade. Portanto, a taxa de fornecimento para as extremidades da bobina 32e é reduzida, e a taxa de fornecimento para o núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a é aumentada. Deste modo, a quantidade de calor recebida a partir das extremidades da bobina 32e é reduzida, a temperatura do líquido refrigerante fornecido ao núcleo de rotor 22 e ao ímã permanente 22a é suprimida, e o núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a são resfriados eficientemente.

[043] Além disso, ao fornecer um elemento de parede de bloqueio 5, a taxa de fluxo do líquido refrigerante (óleo) que flui a partir das saídas de refrigerante 43a radialmente para fora quando o rotor 2 é rotacionado é limitada, e a quantidade de líquido refrigerante no lado do diâmetro interno do elemento de parede de bloqueio 5 é aumentada em comparação com quando um elemento de parede de bloqueio 5 não é fornecido. Consequentemente, a quantidade de fornecimento do refrigerante (óleo) nos rolamentos do eixo 25, 26 é aumentada e a propriedade lubrificante pode ser melhorada; em particular, a quantidade de fornecimento é aumentada durante a rotação de alta velocidade, e a propriedade de lubrificação pode ser melhorada.

[044] Conforme descrito acima, as partes de geração de calor da máquina dínamo-elétrica A podem ser resfriadas eficientemente, variando a taxa de blindagem do elemento de parede de bloqueio 5 do refrigerante que respinga radialmente para fora a partir das saídas de refrigerante 43a de acordo com a velocidade de rotação do rotor 2. Tal diferença na taxa de fornecimento do refrigerante para o interior e para o exterior do elemento de parede de bloqueio 5 de acordo com a velocidade de rotação do rotor 2 pode ser conseguida usando uma estrutura simples na qual um elemento de parede de bloqueio 5 é simplesmente fornecido entre as saídas de refrigerante 43a do rotor 2 e as extremidades de bobina 32e do estator 3. Por conseguinte, é possível fornecer uma estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica que seja capaz de resfriar de forma econômica e eficiente uma máquina dínamo-elétrica A. [Efeitos da primeira modalidade] Os efeitos da primeira modalidade serão listados abaixo. 1. A estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a primeira modalidade compreende: um caminho de fornecimento de refrigerante 4 para introduzir refrigerante no rotor 2 de uma máquina dínamo-elétrica A, e

[045] saídas de refrigerante 43a que são abertas para o caminho de fornecimento de refrigerante 4 de tal modo que o refrigerante respinga em direção às extremidades da bobina 32e de um estator 3 à medida que o rotor 2 é rotacionado, onde um elemento de parede de bloqueio 5, que protege uma parte do refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a quando o rotor 2 é rotacionado, é fornecido em um caminho de respingo de refrigerante 14a entre as saídas de refrigerante 43a e as extremidades de bobina 32e, e a taxa na qual o elemento de parede de bloqueio 5 protege as extremidades da bobina 32e contra o refrigerante é baixa durante a rotação de baixa velocidade e alta durante a rotação de alta velocidade do rotor 2.

[046] Por conseguinte, utilizando uma configuração simples e não dispendiosa na qual um elemento de parede de bloqueio 5 é simplesmente fornecido, e a sua taxa de proteção é alterada entre a rotação de baixa velocidade e durante a rotação de alta velocidade, é possível resfriar eficientemente as extremidades da bobina 32e durante rotação de baixa velocidade do rotor 2, e resfriar eficientemente o núcleo de rotor 22 durante a rotação de alta velocidade do rotor 2. Portanto, é possível resfriar uma máquina dínamo-elétrica de forma econômica e eficiente. 2. Na estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a primeira modalidade, as saídas de refrigerante 43a são fornecidas em duas superfícies de extremidade lateral axial 22b, 22b de um núcleo de rotor 22 do rotor 2, e o elemento de parede de bloqueio 5 é configurado de tal modo que as passagens de comunicação 51 que conectam o lado de saída de refrigerante 43a e o lado de extremidade de bobina 32e são formadas no caminho de respingo de refrigerante 14a, e que a área transversal da passagem de comunicação 51 é formada maior na superfície de extremidade lateral 22b do núcleo de rotor 22 do que do lado distante da superfície de extremidade lateral 22b do núcleo de rotor 22.

[047] Portanto, a ação e o efeito de 1) descritos acima podem ser obtidos usando uma configuração simples na qual as passagens de comunicação 51 formadas para ter uma área de transversal maior na superfície de extremidade lateral 22b do núcleo do rotor 22 são fornecidas ao elemento de parede de bloqueio 5. 3. Na estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a primeira modalidade, uma parede de bloqueio é formada a partir de tampas 12, 13 em um alojamento 1 de uma máquina dínamo-elétrica A que forma as superfícies laterais do caminho de respingo de refrigerante 14a e um elemento de parede de bloqueio 5 que é um corpo separado do núcleo de rotor 22.

[048] Portanto, em comparação com um caso em que a parede de bloqueio é formada integradamente com um do alojamento 1 e do núcleo de rotor 22, a fabricação é facilitada, e o ajuste da área transversal das passagens de comunicação 51 e da área de proteção no caminho de respingo de refrigerante 14a é facilitado.

(Outras modalidades)

[049] Em seguida, será descrita a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de outras modalidades.

[050] Uma vez que as outras modalidades são exemplos modificados da primeira modalidade, as configurações compartilhadas com a primeira modalidade recebem os mesmos símbolos de referência que na primeira modalidade e as suas descrições são omitidas, enquanto descrevendo apenas as diferenças da primeira modalidade.

(Modalidade 2)

[051] A estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a segunda modalidade será descrita. A Figura 3 é uma vista em perspectiva que ilustra um rotor 2 e um elemento de parede de bloqueio 205 da estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a segunda modalidade e, como mostrado, a forma do elemento de parede de bloqueio 205 é diferente da forma do elemento de parede de bloqueio 5 de acordo com a primeira modalidade.

[052] Isto é, o elemento de parede de bloqueio 205 é formado em uma forma anular através de toda a circunferência. Além disso, o elemento de parede de bloqueio 205 compreende, como passagens de comunicação, uma pluralidade de primeiros orifícios de comunicação 205a e segundos orifícios de comunicação 205b, que são formados estendendo-se através do elemento de parede de bloqueio 205 e estão dispostos respectivamente em intervalos constantes na direção circunferencial.

[053] Além disso, os primeiros orifícios de comunicação 205a estão dispostos no lado próximo da superfície de extremidade lateral 22b do núcleo de rotor 22 em relação aos segundos orifícios de comunicação 205b e são formados para ter uma forma mais longa na direção circunferencial do que os segundos orifícios de comunicação 205b. Como um resultado, o elemento de parede de bloqueio 205 é configurado de tal modo que a área transversal das passagens de comunicação 251, que conectam o lado da saída de refrigerante 43a e o lado da extremidade da bobina 32e, é formada maior no lado próximo da superfície de extremidade 22b do núcleo de rotor 22 do que no lado oposto.

[054] Por conseguinte, durante a rotação de baixa velocidade do rotor 2, a proporção do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a que passam através dos primeiros e segundos orifícios de comunicação 205a, 205b como indicado pela seta pontilhada LOW e dirige-se para as extremidades da bobina 32e são feitas para serem maiores do que durante a rotação de alta velocidade, e as extremidades da bobina 32e podem ser resfriadas eficientemente.

[055] Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade do rotor 2, a proporção do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a que é protegida pelo elemento de parede de bloqueio 205 como indicado pela seta sólida HIGH na Figura 3 é feito para ser maior do que durante a rotação de baixa velocidade, e o núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a podem ser refrigerados eficientemente. Portanto, os mesmos efeitos que 1) - 3) descritos acima podem ser obtidos, mesmo com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a segunda modalidade.

(Modalidade 3)

[056] A estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a terceira modalidade será descrita. A Figura 4 é uma vista em perspectiva que ilustra um rotor 2 e um elemento de parede de bloqueio 305 da estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a terceira modalidade e, como mostrado, a forma do elemento de parede de bloqueio 305 é diferente da forma do elemento de parede de bloqueio 5 de acordo com a primeira modalidade. Este elemento de parede de bloqueio 305 é formado em uma forma anular através de toda a circunferência. Em seguida, uma passagem de comunicação 351 que permite que o líquido refrigerante atravesse é formada entre uma superfície de extremidade distal do elemento de parede de bloqueio 305 na direção ao longo da direção axial do eixo de rotor 21 e a superfície de extremidade lateral 22b do núcleo de rotor 22 que se opõe a isso.

[057] Portanto, durante a rotação de baixa velocidade do rotor 2, a proporção do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a que passa através da passagem de comunicação 351 entre a superfície de extremidade lateral 22b do rotor 2 e a superfície de extremidade distal do elemento de parede de bloqueio 305 torna-se maior do que durante a rotação de alta velocidade, conforme indicado pela seta pontilhada LOW na Figura 4.

[058] Por conseguinte, do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a, a taxa de fornecimento para as extremidades da bobina 32e aumenta, e as extremidades da bobina 32e podem ser resfriadas de forma eficiente.

[059] Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade do rotor 2, a proporção que passa através de uma posição afastada do rotor 2 na direção axial aumenta, e a taxa que é protegida pelo elemento de parede de bloqueio 305 é aumentada, como indicado pela seta sólida HIGH na Figura 4. Por conseguinte, do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a, a proporção da taxa de fluxo que passa através do elemento de parede de bloqueio 305 e flui em direção à direção do diâmetro externo diminui em comparação com durante a rotação de baixa velocidade, e a taxa que é fornecida ao núcleo de rotor 22 é aumentada, resfriando eficientemente o núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a. Portanto, os mesmos efeitos que 1) - 3) descritos acima podem ser obtidos, mesmo com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a terceira modalidade.

(Modalidade 4)

[060] A estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a quarta modalidade será descrita. A Figura 5 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a quarta modalidade e, como mostrado, a forma do elemento de parede de bloqueio 405 é diferente da forma do elemento de parede de bloqueio 5 de acordo com a primeira modalidade.

[061] O elemento de parede de bloqueio 405 compreende uma placa base 405a e uma parte de parede anular 405b. A placa base 405a é formada em uma forma de disco, e é fixada nas superfícies de extremidade distal das protusões anulares 12a, 13a das tampas 12, 13. A parte de parede anular 405b é formada em uma forma anular, e está integradamente unida à parte de perímetro externo da placa base 405a. A forma desta parte de parede anular 405b pode ser qualquer uma das formas dos elementos de parede de bloqueio 5, 205, 305 ilustrados na primeira à terceira modalidade. Por conseguinte, em adição aos efeitos da primeira à terceira modalidade descritas acima, a quarta modalidade exerce o efeito de que a resistência de suporte do elemento de parede de bloqueio 405 nas tampas 12, 13 pode ser melhorada.

(Modalidade 5)

[062] A estrutura de resfriamento para uma máquina dinamo-elétrica de acordo com a quinta modalidade será descrita. A quinta modalidade é um exemplo no qual a parede de bloqueio é formada integradamente com o alojamento 1. A Figura 6 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica fornecida com a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a quinta modalidade, e protrusões anulares 512a, 513a das tampas 512, 513, que constituem a alojamento 1, são utilizadas como paredes de bloqueio.

[063] Isto é, as superfícies de extremidade distal 512b, 513b das protrusões anulares 512a, 513a estão dispostas mais próximo das duas superfícies de extremidade lateral 22b, 22b do rotor 2, em comparação com a primeira modalidade. Em seguida, o caminho de respingo de refrigerante 14a posicionado entre as duas é usado como uma passagem de comunicação 551 que conecta o lado da saída de refrigerante 43a e o lado da extremidade da bobina 32e.

[064] Por conseguinte, durante a rotação de baixa velocidade do rotor 2, o líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a passa uma posição próxima das superfícies de extremidade distal 512b, 513b das protrusões anulares 512a, 513a como indicado pela seta LOW, do mesmo modo que na primeira modalidade. Consequentemente, do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a, a sua proporção que passa através da passagem de comunicação 551 e dirige-se para as extremidades da bobina 32e é alta, conforme indicado pela seta pontilhada LOW, e a proporção que se dirige a partir das saídas de refrigerante 43a em direção às superfícies de extremidade distal 512b, 513b em uma direção axial oblíqua é baixa, conforme indicado pela seta sólida HIGH. Consequentemente, durante a rotação de baixa velocidade do rotor 2, as extremidades da bobina 32e são mais eficientemente resftiadas do que o rotor 2.

[065] Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade do rotor 2, a proporção que passa através da passagem de comunicação 551 e dirige-se para as extremidades da bobina 32e é baixa, como indicado pela seta pontilhada LOW, e a proporção que se dirige a partir das saídas de refrigerante 43a em direção às superfícies de extremidade distal 512b, 513b em uma direção axial oblíqua é alta, como indicado pela seta HIGH. Do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a, a sua taxa que é protegida pelas protusões anulares 512a, 513a como indicado pela seta sólida HIGH e se dirige na direção do diâmetro interno é aumentada. Consequentemente, durante a rotação de alta velocidade do rotor 2, o núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a são mais eficientemente resfriados do que as extremidades da bobina 32e.

[066] Além disso, na estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo- elétrica de acordo com a quinta modalidade, a parede de bloqueio é formada integradamente com as protusões anulares 512a, 513a das tampas 512, 513, que constituem o alojamento 1 da máquina dínamo-elétrica, formando a superfície lateral do caminho de respingo de refrigerante 14a. Uma vez que um elemento de parede de bloqueio independente não é usado como a parede de bloqueio, é possível reduzir o número de partes e conseguir uma redução de custo.

(Modalidade 6)

[067] A estrutura de resfriamento para uma máquina dinamo-elétrica de acordo com a sexta modalidade será descrita. A Figura 7 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica à qual é aplicada a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a sexta modalidade, e esta sexta modalidade é um exemplo no qual um elemento de parede de bloqueio 605 é fornecido para o rotor 2. Este elemento de parede de bloqueio 605 compreende uma placa base 605a e uma parte de parede anular 605b. A placa base 605a é formada em uma forma de um disco, e é fornecida em ambas as extremidades axiais do núcleo de rotor 22, servindo também como uma placa de extremidade.

[068] A parte de parede anular 605b tem uma forma anular, está unida integradamente ao longo da parte de borda periférica externa da placa base 605a, e está disposta próxima das protrusões anulares 12a, 13a das tampas 12, 13 de tal modo que sua superfície de extremidade distal protege o espaço entre as saídas de refrigerante 43a e as extremidades da bobina 32e. Além disso, na parte de parede anular 605b são formadas passagens de comunicação 651 que conectam o lado de saída de refrigerante 43a e o lado de extremidade de bobina 32e no caminho de respingo de refrigerante 14a, por orifícios formados em um intervalo constante na direção circunferencial, da mesma maneira que o primeiro e o segundo orifício de comunicação 205a, 205b mostrados na segunda modalidade.

[069] Por conseguinte, também nesta sexta modalidade, durante a rotação de baixa velocidade do rotor 2, a proporção do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a que passa pelas passagens de comunicação 651 e dirige-se para as extremidades da bobina 32e como indicado pela seta pontilhada LOW é feita para ser alta. Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade do rotor 2, a proporção do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a que é protegida pela parte de parede anular 605b como indicado pela seta sólida HIGH e dirige-se à direção de diâmetro interno é feita para ser alta.

[070] Por conseguinte, os efeitos de 1) - 3) descritos acima também podem ser obtidos utilizando esta sexta modalidade. Além disso, na sexta modalidade, uma vez que a placa base 605a do elemento de parede de bloqueio 605 também serve como a placa de extremidade do núcleo de rotor 22, é possível reduzir o número de partes.

[(Modalidade 7)

[071] A estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a sétima modalidade será descrita. A Figura 8 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica à qual é aplicada a estrutura de resfriamento de uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a sétima modalidade. Nesta sétima modalidade, a estrutura da máquina dínamo-elétrica à qual é aplicada a estrutura de resfriamento de uma máquina dínamo-elétrica é diferente da primeira modalidade, e uma máquina dínamo-elétrica do tipo de campo de enrolamento é utilizada. Isto é, o núcleo de rotor 722 do rotor 702 compreende uma pluralidade de fendas, que não são mostradas, no lado do perímetro externo na direção radial em intervalos iguais na direção circunferencial, e as bobinas 727 dispostas nas fendas são enroladas em torno do núcleo de rotor 722; os pólos magnéticos do rotor 702 são excitados por energização das bobinas 727. As extremidades de bobina 727e estão dispostas nas partes de borda das duas superfícies de extremidade lateral do núcleo de rotor 722 na direção do diâmetro externo.

[072] O elemento de parede de bloqueio 705 é formado em uma forma anular, do mesmo modo que na terceira modalidade, e uma passagem de comunicação 751 é formada entre a superfície de extremidade distal do elemento de parede de bloqueio 705 e a superfície de extremidade lateral 722b do núcleo de rotor 722 incluindo a extremidade da bobina 727e voltada para a superfície de extremidade distal do elemento de parede de bloqueio.

[073] Por conseguinte, também nesta sétima modalidade, durante a rotação de baixa velocidade do rotor 2, a proporção do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a que passa através da passagem de comunicação 751 e dirige-se para as extremidades da bobina 32e como indicado pela seta pontilhada LOW é feita para ser alta. Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade do rotor 2, a proporção do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a que é protegida pelo elemento de parede de bloqueio 705 como indicado pela seta sólida HIGH direge-se em direção ao diâmetro interno é feita para ser alta. Portanto, os efeitos de 1) - 3) descritos acima também podem ser obtidos usando esta sétima modalidade.

(Modalidade 8)

[074] A estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a oitava modalidade será descrita. A Figura 9 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica à qual é aplicada a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a oitava modalidade, e esta oitava modalidade é um exemplo em que uma assim chamada máquina dínamo-elétrica do tipo indução é usada. Ou seja, um núcleo de rotor 822 de um rotor 802 compreende uma pluralidade de barras condutoras 827 na parte de perímetro externo na direção radial em intervalos iguais na direção circunferencial, e uma corrente de indução é gerada no rotor 802 pelo campo magnético rotativo formado usando o estator 3 para gerar assim um torque de rotação.

[075] O elemento de parede de bloqueio 805 é formado em uma forma anular, da mesma maneira que na terceira modalidade, e uma passagem de comunicação 851 é formada entre a superfície de extremidade distal do elemento de parede de bloqueio 805 e a superfície de extremidade lateral 822b do núcleo de rotor 822 incluindo a barra condutora 827 voltada para a superfície de extremidade distal do elemento de parede de bloqueio. Portanto, os mesmos efeitos que 1) - 3) descritos acima também podem ser obtidos usando uma máquina dínamo-elétrica do tipo indução, na estrutura de resfriamento de uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a oitava modalidade.

(Modalidade 9)

[076] A estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a nona modalidade será descrita. A Figura 10 é uma vista transversal de uma máquina dinamo-elétrica à qual é aplicada a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a nona modalidade. Esta nona modalidade é diferente da primeira modalidade nas estruturas do caminho de fornecimento de refrigerante 904 e do elemento de parede de bloqueio 905. Isto é, o caminho de fornecimento de refrigerante 904 compreende um caminho de fluxo axial 940 e orifícios de saída 941. O caminho de fluxo axial 940 é formado na posição central axial do eixo de rotor 921, através do comprimento inteiro na direção axial. Além disso, os orifícios de saída 941 são formados estendendo-se através do eixo de rotor 921 em uma posição entre as protusões anulares 12a, 13a das tampas 12, 13 e as duas superfícies de extremidade lateral 22b, 22b do núcleo de rotor 22 na direção axial, e conectam o caminho de fluxo axial 940 e o espaço de alojamento 14. As saídas de refrigerante 941a são assim formadas na superfície do perímetro externo do eixo de rotor 921.

[077] Além disso, a máquina dínamo-elétrica compreende um componente de parede de bloqueio 905 entre as saídas de refrigerante 941a e as extremidades de bobina 32e. Este elemento de parede de bloqueio 905 é formado em uma forma anular e é fixado às protusões anulares 12a, 13a das tampas 12, 13. Além disso, o elemento de parede de bloqueio 905 é fornecido com passagens de comunicação 951 em uma posição oposta às saídas de refrigerante 941a. Isto é, as passagens de comunicação 951 são configuradas formando uma pluralidade de orifícios espaçados na direção circunferencial, estendendo-se através do elemento de parede de bloqueio 905 na direção radial, da mesma maneira que na segunda modalidade.

[078] Por conseguinte, o elemento de parede de bloqueio 905 é configurado de tal modo que a área transversal das passagens de comunicação 951, que conectam o lado da saída de refrigerante 941a e o lado da extremidade da bobina 32e no caminho de respingo de refrigerante 14a, é formada grande no lado da posição dianteira da saída de refrigerante 941a na direção do diâmetro externo, e formada pequena no lado afastado desta posição na direção axial.

Em seguida, a ação da nona modalidade será descrita.

[079] Na nona modalidade, quando o rotor 2 é rotacionado, o líquido refrigerante que é fornecido ao caminho de fluxo axial 940 respinga na direção do diâmetro externo a partir das saídas de refrigerante 941a. No momento deste respingo, algum refrigerante respinga diretamente na direção do diâmetro externo, conforme indicado pela seta pontilhada LOW, e algum refrigerante respinga obliquamente em direção às protusões anulares 12a, 13a das tampas 12, 13 e as duas superfícies de extremidade laterais 22b, 22b do núcleo do rotor 22, conforme indicado pela seta sólida HIGH.

[080] Durante a rotação de baixa velocidade do rotor 2, a proporção do refrigerante que respinga diretamente na direção do diâmetro externo a partir das saídas de refrigerante 941a, conforme indicado pela seta pontilhada LOW, é alta; consequentemente, a proporção do refrigerante que passa pelas passagens de comunicação 951 do elemento de parede de bloqueio 905 é alta e as extremidades da bobina 32e são resfriadas eficientemente.

[081] Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade do rotor 2, a força centrífuga atua mais fortemente, e a proporção do refrigerante que respinga obliquamente, como indicado pela seta sólida HIGH, aumenta; portanto, a taxa do refrigerante protegido pelo elemento de parede de bloqueio 905 é aumentada. Consequentemente, a taxa de fornecimento do refrigerante para as extremidades da bobina 32e é reduzida, e a taxa de fornecimento para o núcleo do rotor 22 e o ímã permanente 22a é aumentada. Deste modo, a quantidade de calor recebida a partir das extremidades da bobina 32e é reduzida, a temperatura do líquido refrigerante fornecido ao núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a é suprimida, e o núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a são refrigerados eficientemente.

[082] Além disso, ao fornecer um elemento de parede de bloqueio 905, a taxa de fluxo do líquido refrigerante (óleo) que flui a partir das saídas de refrigerante 941a radialmente para fora quando o rotor 2 é rotacionado é limitada, e a quantidade de líquido refrigerante no lado de diâmetro interno do elemento de parede de bloqueio 905 é aumentada em comparação com quando um elemento de parede de bloqueio 905 não é fornecido. Consequentemente, a quantidade de fornecimento do refrigerante (óleo) nos rolamentos de eixo 25, 26 é aumentada e a propriedade de lubrificação pode ser melhorada; em particular, a quantidade de fornecimento é aumentada durante a rotação de alta velocidade, e a propriedade de lubrificação pode ser melhorada.

[083] Conforme descrito acima, na estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a nona modalidade, as saídas de refrigerante 941a são fornecidas em uma superfície de perímetro externo de um eixo de rotor 921 que suporta rotativamente um núcleo de rotor 22, e o elemento de parede de bloqueio 905 é configurado de tal modo que as passagens de comunicação 951 que conectam o lado de saída de refrigerante 941a e o lado de extremidade de bobina 32e são formadas no caminho de respingo de refrigerante 14a, e que a área transversal das passagens de comunicação 951 é formada maior em um lado da posição dianteira da saída de refrigerante 941a na direção do diâmetro externo do que do lado afastado do lado da posição dianteira na direção axial.

[084] Portanto, durante a rotação de baixa velocidade do rotor 2, a proporção do líquido refrigerante que passa através das passagens de comunicação 951 do elemento de parede de bloqueio 905 é alta, e as extremidades da bobina 32e são resfriadas eficientemente. Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade do rotor 2, a taxa do líquido refrigerante que é protegido pelo elemento de parede de bloqueio 905 é feita para ser alta, e o núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a são refrigerados eficientemente. Além disso, na nona modalidade, é possível obter a ação e os efeitos descritos acima usando uma configuração simples, fornecida com um elemento de parede de bloqueio 905 com passagens de comunicação 951, a fabricação é facilitada, e a configuração da área transversal das passagens de comunicação 951 e da área de proteção no caminho de respingo de refrigerante 14a são facilitadas.

(Modalidade 10)

[085] A estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a décima modalidade será descrita. A Figura 11 é uma vista transversal de uma máquina dinamo-elétrica à qual é aplicada a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a décima modalidade. Esta décima modalidade é um exemplo modificado da nona modalidade, e é um exemplo em que é utilizada uma assim chamada máquina dínamo-elétrica do tipo indução. Ou seja, um núcleo de rotor 122 de um rotor 102 compreende uma pluralidade de barras condutoras 827 na parte de perímetro externo na direção radial em intervalos iguais na direção circunferencial, e uma corrente de indução é gerada no rotor 102 pelo campo magnético rotativo formado usando o estator 3 para gerar um torque de rotação. Portanto, na décima modalidade, a mesma ação e efeitos que na nona modalidade podem ser obtidos em uma máquina dínamo-elétrica do tipo indução.

(Modalidade 11)

[086] A estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a décima primeira modalidade será descrita. A Figura 12 é uma vista transversal de uma máquina dinamo-elétrica à qual é aplicada a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a décima primeira modalidade. Nesta décima primeira modalidade, a máquina dínamo-elétrica do tipo campo de enrolamento mostrada na sétima modalidade é usada como a máquina dínamo-elétrica. Isto é, o núcleo de rotor 222 do rotor 202 compreende uma pluralidade de fendas, que não são mostradas, no lado do perímetro externo na direção radial em intervalos iguais na direção circunferencial, e as bobinas 727 dispostas nas fendas são enroladas em torno do núcleo de rotor 722; os pólos magnéticos do rotor 702 são excitados por energização das bobinas 727. As extremidades da bobina 727e estão dispostas nas partes de borda das duas superfícies de extremidade lateral do núcleo de rotor 222 na direção do diâmetro externo.

[087] O elemento de parede de bloqueio 115 é formado em uma forma anular, e uma passagem de comunicação 151 é formada entre a superfície de extremidade distal do elemento de parede de bloqueio 115 e a superfície de extremidade do núcleo de rotor 222 incluindo a extremidade de bobina 727e voltada para a superfície de extremidade distal do elemento da parede de bloqueio.

[088] Portanto, também nesta décima primeira modalidade, durante a rotação de baixa velocidade do rotor 2, a proporção do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a que passa através das passagens de comunicação 151 e dirige-se em direção às extremidades da bobina 32e como indicado pela seta pontilhada LOW é feita para ser alta. Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade do rotor 2, a proporção do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 43a que é protegida pelo elemento de parede de bloqueio 115 como indicado pela seta sólida HIGH e dirige-se na direção do diâmetro interno é feita para ser alta. Portanto, os mesmos efeitos que na nona modalidade também podem ser obtidos nesta décima prmeira modalidade.

(Modalidade 12)

[089] A estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a décima segunda modalidade será descrita. A Figura 13 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica à qual é aplicada a estrutura de resfriamento de uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a décima segunda modalidade. A décima segunda modalidade é diferente da primeira modalidade na estrutura do caminho de fornecimento de refrigerante 124, e o elemento de parede de bloqueio 5 e o alojamento 1 são os mesmos que na primeira modalidade.

[090] O caminho de fornecimento de refrigerante 124 compreende um caminho de fluxo de eixo de rotação 241, um caminho de fluxo radial 242 e um caminho de fluxo axial do rotor 243. O caminho de fluxo axial do rotor 243 é formado estendendo-se através do núcleo de rotor 22 ao longo do comprimento inteiro na direção axial, em uma posição no lado radialmente interno do ímã permanente 22a, da mesma maneira que na primeira modalidade. A diferença da primeira modalidade é o modo de fornecimento do líquido refrigerante ao caminho de fluxo axial do rotor 243 e o fornecimento do líquido refrigerante a partir do caminho de fluxo axial do rotor 243 para o espaço de alojamento 14.

[091] Isto é, as saídas de refrigerante 243a, que fornecem o líquido refrigerante a partir do caminho de fluxo axial do rotor 243 para o espaço de alojamento 14, são abertas apenas em uma placa de extremidade 222e em uma extremidade na direção axial (lado direito no desenho). O fornecimento de líquido refrigerante ao caminho de fluxo axial do rotor 243 é realizado a partir da outra extremidade na direção axial (lado esquerdo no desenho).

[092] Como o líquido refrigerante é fornecido às partes de extremidade do caminho de fluxo axial do rotor 243 desta maneira, as configurações do caminho de fluxo do eixo de rotação 241 e do caminho de fluxo radial 242 são diferentes da primeira modalidade. O caminho de fluxo do eixo de rotação 241 é formado a partir da entrada de refrigerante 241a em uma extremidade do eixo de rotor 21 (parte de extremidade do lado esquerdo no desenho) para a posição da placa de extremidade 222e do núcleo de rotor 22 no lado próximo à entrada de refrigerante 241a na direção axial, ao longo do eixo central do eixo de rotor 21.

[093] O caminho de fluxo radial 242 compreende um primeiro caminho de fluxo radial 242a e um segundo caminho de fluxo radial 242b. O primeiro caminho de fluxo radial 242a é formado estendendo-se através do eixo de rotor 21 na direção radial, em uma posição que se sobrepõe com o caminho de respingo de refrigerante 14a na direção axial.

[094] O segundo caminho de fluxo radial 242b é formado ao longo do núcleo do rotor 22, que se estende através do eixo do rotor 21, em uma posição que se sobrepõe com a placa de extremidade 222e na direção axial. A parte ao longo do núcleo de rotor 22 é formada formando uma ranhura na superfície de extremidade da placa de extremidade 222e. Além disso, uma pluralidade de caminhos de fluxo axial do rotor 243, primeiros caminhos de fluxo radial 242a, segundos caminhos de fluxo radial 242b e as saídas de refrigerante 243a como descrito acima é formada em intervalos substancialmente iguais na direção circunferencial.

[095] Em seguida, a ação da décima segunda modalidade será descrita. Quando o rotor 12R é rotacionado, o líquido refrigerante, que é fornecido ao caminho de fornecimento de refrigerante 124 a partir da entrada de refrigerante 241a como ilustrado na Figura 13, é respingado na direção do diâmetro externo no caminho de respingo de refrigerante 14a do espaço de alojamento 14 a partir do primeiro caminho de fluxo radial 242a devido à força centrífuga. Além disso, em paralelo com o acima, o líquido refrigerante que resfria o rotor 12R através do caminho de fluxo radial 242 e o caminho de fluxo axial do rotor 243 é respingado na direção do diâmetro externo no caminho de respingo de refrigerante 14a do espaço de alojamento 14 a partir da saída de refrigerante 243a em uma extremidade do rotor 12R.

[096] A ação do líquido refrigerante que respinga a partir da saída de refrigerante 243a é a mesma que na primeira modalidade. Isto é, durante a rotação de baixa velocidade do rotor 12R, a taxa de fluxo do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 243a é baixa, a sua proporção que passa através do elemento de parede de bloqueio 5 em direção às extremidades da bobina 32e é maior que durante rotação de alta velocidade, e a taxa que é protegida pelo elemento de parede de bloqueio 5 é menor do que durante a rotação de alta velocidade. Portanto, as extremidades da bobina 32e são resfriadas relativamente mais eficientemente do que o núcleo de rotor 22.

[097] Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade do rotor 12R, a taxa de fluxo do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 243a é feita para ser alta, a proporção que passa através da passagem de comunicação 51 diminui em comparação com durante a rotação de baixa velocidade, a taxa de fornecimento para as extremidades da bobina 32e diminui, e a taxa de fornecimento para o núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a aumenta. O núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a são assim resfriados de forma eficiente.

[098] A ação do líquido refrigerante que respinga a partir do primeiro caminho de fluxo radial 242a é a mesma descrita acima; durante a rotação de baixa velocidade do rotor 12R, a taxa de fluxo do líquido refrigerante que respinga a partir da saída de refrigerante 243a é baixa. Consequentemente, a proporção do refrigerante que passa através do elemento de parede de bloqueio 5 em direção às extremidades da bobina 32e é maior do que durante a rotação de alta velocidade, e as extremidades da bobina 32e são resfriadas relativamente mais eficientemente do que o núcleo de rotor 22.

[099] Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade do rotor 12R, a taxa de fluxo do líquido refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante 243a é feita para ser alta, a proporção que passa através da passagem de comunicação 51 diminui em comparação com durante a rotação de baixa velocidade, a taxa de fornecimento para as extremidades da bobina 32e diminui, e a taxa de fornecimento para o núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a aumenta. O núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a são assim resfriados de forma eficiente.

[0100] Além de exercer os efeitos de 1), 2) e 3) como descrito acima na primeira modalidade, a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a décima segunda modalidade descrita acima exerce os seguintes efeitos. Uma vez que o fornecimento de líquido refrigerante para o caminho de fluxo axial do rotor 243 é realizado a partir do segundo caminho de fluxo radial 242b formado na placa de extremidade 222e, as placas de aço laminadas que formam o núcleo de rotor 22 podem ter a mesma forma. Portanto, é possível reduzir o número de partes do núcleo de rotor 22, para reduzir o problema de colocação em camadas de placas de aço com diferentes formas em posições predeterminadas durante a fabricação, e assim reduzir o custo. (

Modalidade 13)

[0101] A estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a décima terceira modalidade será descrita. A Figura 14 é uma vista transversal de uma máquina dínamo-elétrica à qual é aplicada a estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a décima terceira modalidade. Esta décima terceira modalidade é um exemplo modificado da décima segunda modalidade, e o caminho de fornecimento de refrigerante 134 compreende um primeiro caminho de fluxo axial 243A do rotor e um segundo caminho de fluxo axial do rotor 243B. Os dois caminhos de fluxo axial de rotor 243A, 243B têm exatamente as mesmas estruturas, mas o modo de fornecer o líquido refrigerante e o fornecimento a partir das saídas de refrigerante 243a para o espaço de alojamento 14 são diferentes.

[0102] Isto é, o rotor 13R compreende placas de extremidade 222e fornecidas com o segundo caminho de fluxo radial 242b como mostrado na décima segunda modalidade em ambas as extremidades na direção axial. Em seguida, como mostrado, o primeiro caminho de fluxo axial do rotor 243a é conectado ao segundo caminho de fluxo radial 242b como visto na parte de extremidade lateral direita no desenho, e compreende uma saída de refrigerante 243a como visto no lado esquerdo no desenho. Por outro lado, o segundo caminho de fluxo axial do rotor 243b é conectado ao segundo caminho de fluxo radial 242b na parte de extremidade do lado esquerdo, como visto no desenho, e compreende uma saída de refrigerante 243a como visto no lado esquerdo no desenho.

[0103] Por conseguinte, o caminho de fluxo do eixo de rotação 341 é formado a partir da entrada de refrigerante 341a em uma extremidade do eixo de rotor 21 (parte de extremidade do lado esquerdo, como visto no desenho) para a posição da placa de extremidade 222e do lado distante da entrada de refrigerante 341a na direção axial, ao longo do eixo central do eixo de rotor 21.

[0104] Além de compreender um primeiro caminho de fluxo radial 242a e um segundo caminho de fluxo radial 242b do mesmo modo que a décima segunda modalidade, o caminho de fluxo radial 242 compreende um segundo caminho de fluxo radial 242b formado na placa de extremidade 222e como mostrado no lado direito no desenho.

[0105] Conforme descrito acima, uma vez que o primeiro caminho de fluxo radial 242a é aberto ao caminho de respingo de refrigerante 14a no lado esquerdo no desenho, é preferencial que o número de primeiros caminhos de fluxo axial do rotor 243A seja maior do que o número de segundos caminhos de fluxo axial do rotor 243B.

[0106] Na estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica de acordo com a décima terceira modalidade descrita acima, do mesmo modo que na décima segunda modalidade, quando o rotor 13R é rotacionado, o líquido refrigerante, que é fornecido ao caminho de fornecimento de refrigerante 134, é respingado na direção do diâmetro externo no caminho de respingo de refrigerante 14a a partir do espaço de alojamento 14 a partir do primeiro caminho de fluxo radial 242a devido à força centrífuga. Além disso, em paralelo com o acima, o líquido refrigerante que resfria o rotor 13R através do caminho de fluxo radial 242 e os dois caminhos de fluxo axial do rotor 243A, 243B é respingado na direção do diâmetro externo no caminho de respingo do refrigerante 14a do espaço de alojamento 14 a parir das saídas de refrigerante 243a.

[0107] Em seguida, do mesmo modo que na décima segunda modalidade, durante a rotação de baixa velocidade do rotor 13R, a proporção do refrigerante que passa através do elemento de parede de bloqueio 5 do primeiro caminho de fluxo radial 242a e das saídas de refrigerante 243a em direção às extremidades da bobina 32e é maior do que durante a rotação de alta velocidade, e as extremidades de bobina 32e são resfriadas eficientemente.

[0108] Por outro lado, durante a rotação de alta velocidade do rotor 13R, a taxa de fluxo do líquido refrigerante que respinga a partir do primeiro caminho de fluxo radial 242a e das saídas de refrigerante 243a é feita para ser alta, a proporção que passa através da passagem de comunicação 51 diminui em comparação com a rotação de baixa velocidade, e o núcleo de rotor 22 e o ímã permanente 22a são resfriados eficientemente.

[0109] Além de exercer os efeitos de 1), 2) e 3) como descrito acima na primeira modalidade, na estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo- elétrica de acordo com a terceira modalidade como descrito acima, as placas de aço laminadas que formam o núcleo de rotor 22 podem ter todos a mesma forma, da mesma maneira que na décima segunda modalidade. Portanto, é possível reduzir o número de partes do núcleo de rotor 22, para reduzir o problema de colocação em camadas de placas de aço com diferentes formas em posições predeterminadas durante a fabricação, e assim reduzir o custo.

[0110] As modalidades da estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica da presente invenção são descritas acima, mas suas configurações específicas não estão limitadas a essas modalidades, e podem ser feitas várias modificações e adições ao projeto sem abandonar o escopo da invenção de acordo com cada reivindicação nas reivindicações.

[0111] Por exemplo, nas modalidades, foi dado um exemplo no qual o elemento de parede de bloqueio é fornecido a um do núcleo de rotor e do alojamento, mas um elemento de parede de bloqueio pode ser fornecido tanto ao núcleo de rotor quanto ao alojamento, e uma passagem de comunicação pode ser formada entre os dois. Além disso, a mesma forma que o elemento de parede de bloqueio pode ser formada integradamente usando um do alojamento e do núcleo de rotor como a parede de bloqueio. Além disso, quando se formam passagens de comunicação na parede de bloqueio, a sua forma transversal não está limitada às formas mostradas nas modalidades.

Referência Cruzada para Pedidos Relacionados

[0112] O presente pedido reivindica o direito de prioridade com base no Pedido de Patente Japonesa No. 2015-149033 depositado no Escritórios de Patentes Japonês em 28 de julho de 2015, e as suas descrições são inteiramente incorporadas na presente especificação por referência.

Claims

1. Estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica, compreendendo: um caminho de fornecimento de refrigerante (4) para introduzir refrigerante em um rotor (2) de uma máquina dínamo-elétrica; e saídas de refrigerante (43a) que são abertas para o caminho de fornecimento de refrigerante (4) de modo que o refrigerante respinga em direção às extremidades de bobina (32e) de um estator (3) enquanto o rotor (2) é rotacionado; em que paredes de bloqueio (5), que bloqueiam uma parte do refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante (43a) quando o rotor (2) é rotacionado, são fornecidas em um caminho de respingo de refrigerante (14a) entre as saídas de refrigerante (43a) e as extremidades da bobina (32e), e as paredes de bloqueio (5) incluem passagens de comunicação que passam através das paredes bloqueio (5) em uma direção radial do rotor (2); CARACTERIZADO pelo fato de que as paredes de bloqueio (5) são configuradas para bloquear o refrigerante que flui a partir das saídas de refrigerante (43a) em direção às extremidades das bobinas (32e), em uma posição afastada das superfícies de extremidade do rotor (2) e permitem a passagem do refrigerante em uma posição próxima à superfície de extremidade do rotor (2) de modo que a proporção do refrigerante que respinga a partir das saídas de refrigerante (43a), que passa através das paredes de bloqueio (5) e que flui em direção às extremidades da bobina (32e) é mais alta durante a rotação de baixa velocidade do rotor (2) do que durante a rotação de alta velocidade do rotor (2).

2. Estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que: as saídas de refrigerante (43a) são fornecidas em umas superfícies de extremidade lateral axial de um núcleo de rotor (22) do rotor (2), e as paredes de bloqueio (5) são configuradas de tal modo que as passagens de comunicação são dispostas radialmente para fora a partir das saídas de refrigerante (43a), e de modo que uma área transversal das passagens de comunicação seja formada maior em um lado axialmente mais próximo à superfície de extremidade lateral axial do núcleo de rotor (22) do que em um lado axialmente distante da superfície de extremidade lateral axial do núcleo de rotor (22) na direção axial do rotor (2).

3. Estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que: as saídas de refrigerante (941a) são fornecidas sobre uma superfície do perímetro externo de um eixo de rotor (21) que suporta rotativamente um núcleo de rotor (22), e as paredes de bloqueio (905) são configuradas de modo que as passagens de comunicação (951) são dispostas radialmente para fora a partir das saídas de refrigerante (941a), e de modo que uma área transversal das passagens de comunicação (951) é formada maior no lado de posição dianteira das saídas de refrigerante (941a) na direção radial do rotor (2) do que em um lado afastado a partir da referida posição na direção axial do rotor (2).

4. Estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que: as paredes de bloqueio (5, 905) são formadas usando um alojamento (1) da máquina dínamo-elétrica formando uma superfície lateral do caminho de respingo de refrigerante (14a) e um elemento de parede de bloqueio que é um corpo separado de um núcleo de rotor (22) do rotor (2).

5. Estrutura de resfriamento para uma máquina dínamo-elétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que: as paredes de bloqueio (512a) são formadas integradamente usando um de um núcleo de rotor (22) do rotor (2) e um alojamento da máquina dínamo-elétrica formando a superfície lateral do caminho de respingo de refrigerante (14a).