JP2001238404A - 回転電機の冷却構造 - Google Patents
回転電機の冷却構造Info
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Abstract
生を抑えて冷却ファン効率の向上を図ることができる回
転電機の冷却構造を提供する。 【解決手段】 冷却ファン22の吸い込み側に生起する
冷却風の渦経路を断ち切る円筒状の冷却風ガイド27
を、冷却ファンの羽根片23の外周部に設ける。冷却風
ガイドの後端部と冷却ファンの羽根片の前端部とを軸方
向において重なり合わせ、その重なり幅d1 は冷却ファ
ンの羽根片幅d1 の約30%とする。また、冷却風ガイ
ドの後端に、内径が前端から後端に向かって徐々に広が
っている円筒状の出口冷却風ガイドを設けることによ
り、冷却ファン吐出側の冷却風路が徐々に拡大するよう
に構成する。
Description
に関し、具体的には回転軸の端部に冷却ファンを備えた
回転電機の冷却構造に関する。
ある。同図に示す冷却ファン1は斜流ファンであり、複
数枚(図示例では8枚)の羽根片2を主板3のみで支え
た片持ち式のシュラウドレス構造のものである。また、
羽根片2は回転電機の回転方向に影響されない垂直羽根
(スキューレス)となっている。
転軸の端部に固定して、図7(a)に示すように矢印A
方向又は逆の矢印B方向に回転させると、冷却風は、矢
印Cのように冷却ファン1の吸い込み側(図7中左側)
から吸い込まれ、主板3に沿って外周側へと斜めに流れ
た後、冷却ファン1の吐出側(図7中右側)へと流れて
固定子や回転子などを冷却する。
レス構造の冷却ファン1の場合、羽根片2の回転により
全圧の上昇した冷却風の一部が吸い込み側へ漏れること
や、羽根片2の回転方向(進行方向)の裏側に負圧部分
が生じることから、例えば図7(b)に示すように矢印
A方向に回転するときには吸い込み側に矢印Dのような
旋回流(渦)が発生する。
み側の羽根片内部にある冷却風をかき混ぜているだけで
あるため、回転電機に不要な動力を消費させることにな
る。また、風量性能の面でも、前記旋回流によって冷却
ファン吸い込み側の実面積が縮小されることになるた
め、流入抵抗の増加による冷却風量の減少を招くことに
なる。
造としては、簡素化や軽量化と両方向回転への対応のた
めに上記のような構造を採らざるを得ない。
却ファン吸い込み側での旋回流(渦)の発生を抑えて冷
却ファン効率の向上を図ることができる回転電機の冷却
構造を提供することを課題とする。
は図8に示すような冷却構造、即ち、電動機の回転軸1
2の端部に冷却ファン11を固定し、この冷却ファン1
1の周りに多数の通風案内リブ13を所定の間隔で配置
した冷却構造が開示されている。しかし、これらの通風
案内リブ13では冷却風の渦経路を断ち切ることはでき
ない。
発明の回転電機の冷却構造は、回転軸の端部に冷却ファ
ンを固定してなる回転電機の冷却構造において、前記冷
却ファンの吸い込み側に生起する冷却風の渦経路を断ち
切る円筒状の冷却風ガイドを、前記冷却ファンの羽根片
の外周部に設けたことを特徴とする。
第1発明の回転電機の冷却構造において、前記冷却風ガ
イドの後端部と前記冷却ファンの羽根片の前端部とが軸
方向において重なり合っていることを特徴とする。
第2発明の回転電機の冷却構造において、前記冷却風ガ
イドの後端部と前記冷却ファンの前端部との重なり幅
は、前記冷却ファンの羽根片幅の30〜50%であるこ
とを特徴とする。
第1,第2又は第3発明の回転電機の冷却構造におい
て、前記冷却風ガイドの後端に、内径が前端から後端に
向かって徐々に広がっている円筒状の出口冷却風ガイド
を設けることにより、冷却ファン吐出側の冷却風路が徐
々に拡大するように構成したことを特徴とする。
に基づき詳細に説明する。
態1に係る回転電機の冷却構造を示す縦断面図、図2は
図1のF−F線矢視図である。
軸21の端部には冷却ファン22が固定されている。冷
却ファン22はフレーム25の端部に固定されたファン
カバー26によって覆われている。ファンカバー26の
端面26aには多数の孔が開けられており、ここから外
気の出入りが可能となっている。
と同様の構造のものである。即ち、冷却ファン22は斜
流ファンであり、複数枚(図示例では8枚)の羽根片2
3を主板24のみで支えた片持ち式のシュラウドレス構
造のものである。また、羽根片23は回転電機の回転方
向に影響されない垂直羽根(スキューレス)となってい
る。
図1中の矢印G方向又は逆の矢印H方向に回転すると、
冷却風は、図1中に矢印Iで示すように冷却ファン21
の吸い込み側(図1中左側)から吸い込まれ、主板24
に沿って外周側へと斜めに流れた後、冷却ファン22の
吐出側(図1中右側)へと流れて固定子や回転子などを
冷却する。
状の冷却風ガイド27が設けられており、この冷却風ガ
イド27によって、冷却ファン22の吸い込み側に生起
する冷却風の渦経路を断ち切るようになっている。
り付けられている。即ち、冷却風ガイド27の前端には
入口冷却風ガイド28が一体的に設けられており、この
入口冷却風ガイド28の前端部がファンカバー26の端
面に固定されている。入口冷却風ガイド28は内径が前
端から後端に向かって徐々に狭まっている円筒状のもの
である。この入口冷却風ガイド28によって冷却ファン
吸い込み側の冷却風路が徐々に冷却ファン22の外径近
くまで狭まるようになっている。
ァン22の羽根片23の前端部は、軸方向において重な
り合っている。この重なり幅d1 は冷却ファン22の羽
根片23の軸方向の幅d2 の約30%となっている。冷
却風ガイドの後端部と冷却ファンの羽根片の前端部との
重なり幅は、羽根片の形状によっても多少異なるが、冷
却ファンの羽根片の幅の約30%が目安となる。例え
ば、冷却ファン22の羽根幅d2 が170mmの場合に
は冷却風ガイドの重なり幅d1 を51.8mmとし、冷
却ファン22の羽根幅d2 が150mmの場合には冷却
風ガイドの重なり幅d1 を46.8mmとしている。
電機の冷却構造によれば、冷却ファン22の吸い込み側
に生起する冷却風の渦経路を断ち切る円筒状の冷却風ガ
イドを、冷却ファン22の羽根片23の外周部に設けた
ことにより、冷却ファン22の吸い込み側での旋回流
(渦)の発生を抑えて、羽根片23の周囲と内部を循環
する風量を減少させることができる。このため、冷却フ
ァン効率を向上させることができる。
ファン22の羽根片23の前端部とが軸方向において重
なり合っているため、両者が重なり合わない場合に比べ
て、より確実に冷却風の渦経路を断ち切ることができ、
冷却ファン効率をより向上させることができる。
ファン22の羽根片23の前端部との重なり幅d1 を、
冷却ファン22の羽根片23の幅d2 の約30%とした
ことにより、冷却風ガイド27を設けない場合に比べ
て、冷却風量の変化はないものの、冷却ファン効率につ
いては約10%もの大幅な向上が確認された。なお、実
測したデータの点では風量の変化がすくないが(仮想の
通風路抵抗Z=4.0 ×10 -3位の所)、Z=2.0 ×10-3位
の低抵抗の所では風量にも差がでる。また、冷却風ガイ
ドの後端部と冷却ファンの羽根片の前端部との重なり幅
が30〜50%位までは風量や効率がほとんど変化しな
いため、実際の運用は30〜50%位の範囲で行ってい
る。冷却風ガイド位置の比較試験結果については後述す
る。
態2に係る回転電機の冷却構造を示す縦断面図、図4は
図3のJ−J線矢視図である。
に係る回転電機の冷却構造では、冷却風ガイドの後端に
出口冷却風ガイド30が一体的に設けられている。出口
冷却風ガイド30は内径が前端から後端に向かって徐々
に広がっている円筒状のものである。この出口冷却風ガ
イド30によって冷却ファン吐出側の冷却風路が冷却フ
ァン22の外径近くから徐々に拡大するようなってい
る。
と同様であるため、同一の符号を付し、ここでの具体的
な説明は省略する。
冷却構造によれば、上記実施の形態1と同様の作用効果
が得られ、更には、冷却風ガイド27の後端に、内径が
前端から後端に向かって徐々に広がっている円筒状の出
口冷却風ガイド30を設けたことにより、冷却ファン吐
出側の冷却風路が徐々に拡大するように構成したため、
冷却風路の急拡大による損失の低減を図ることができ
る。かかる構成は特に高速機用として有効である。
を、図5及び図6に基づいて説明する。
との重なり幅を変えた4つのケースを示す説明図であ
る。同図に示すように、測定時の羽根幅140mmに対
し、ケース1は冷却風ガイド27の後端部と冷却ファン
22の羽根片23の前端部との重なり幅d1 が40mm
(28.6%) の場合であり、ケース2は前記重なり幅d1
が15mm(10.7 %) の場合である。ケース3は前記重
なり幅d1 が−2mm(−1.4 %) の場合、即ち、冷却
風ガイド27を冷却ファン22の外周部に設けてはいる
が、両者が軸方向に重なっていない場合である。また、
ケース4は前記重なり幅d1 が−15mm(−10.7%)
の場合、即ち、冷却風ガイド27を設けてはいるが、冷
却風ガイド27と冷却ファン22の羽根片23とが軸方
向に重なっておらず、且つ、比較的離れている場合であ
る。
グラフである。なお、図6(d)に記載されいる1800rp
m は試験を行った際の冷却ファン(回転電機) の回転
数、SH-03 ,逆O140は試験時の冷却ファンの呼び名とそ
の補助である。図6に示すように、ケース4が最も効率
が低く、これに比べてケース1,2,3は何れも効率が
向上している。そして、ケース1が最も効率が高く、こ
のケース1では約10%の効率向上が確認された。
説明したように、第1発明の回転電機の冷却構造によれ
ば、冷却ファンの吸い込み側に生起する冷却風の渦経路
を断ち切る円筒状の冷却風ガイドを、冷却ファンの羽根
片の外周部に設けたことにより、冷却ファン吸い込み側
での旋回流(渦)の発生を抑えて、羽根片の周囲と内部
を循環する風量を減少させることができる。このため、
冷却ファン効率を向上させることができる。
れば、冷却風ガイドの後端部と冷却ファンの羽根片の前
端部とが軸方向において重なり合っているため、両者が
重なり合わない場合に比べて、より確実に冷却風の渦経
路を断ち切ることができ、冷却ファン効率をより向上さ
せることができる。
れば、冷却風ガイドの後端部と前記冷却ファンの前端部
との重なり幅を、冷却ファンの羽根片幅の30〜50%
としたことにより、約10%もの大幅な冷却ファン効率
の向上を図ることができる。
冷却風ガイドの後端に、内径が前端から後端に向かって
徐々に広がっている円筒状の出口冷却風ガイドを設ける
ことにより、冷却ファン吐出側の冷却風路が徐々に拡大
するように構成したため、冷却風路の急拡大による損失
の低減を図ることができる。
造を示す縦断面図である。
造を示す縦断面図である。
前端部との重なり幅を変えた4つのケースを示す説明図
である。
る。
図、(b)は(a)のK−K線矢視図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 回転軸の端部に冷却ファンを固定してな
る回転電機の冷却構造において、 前記冷却ファンの吸い込み側に生起する冷却風の渦経路
を断ち切る円筒状の冷却風ガイドを、前記冷却ファンの
羽根片の外周部に設けたことを特徴とする回転電機の冷
却構造。 - 【請求項2】 請求項1に記載する回転電機の冷却構造
において、 前記冷却風ガイドの後端部と前記冷却ファンの羽根片の
前端部とが軸方向において重なり合っていることを特徴
とする回転電機の冷却構造。 - 【請求項3】 請求項2に記載する回転電機の冷却構造
において、 前記冷却風ガイドの後端部と前記冷却ファンの前端部と
の重なり幅は、前記冷却ファンの羽根片幅の30〜50
%であることを特徴とする回転電機の冷却構造。 - 【請求項4】 請求項1,2又は3に記載の回転電機の
冷却構造において、 前記冷却風ガイドの後端に、内径が前端から後端に向か
って徐々に広がっている円筒状の出口冷却風ガイドを設
けることにより、冷却ファン吐出側の冷却風路が徐々に
拡大するように構成したことを特徴とする回転電機の冷
却構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000050667A JP2001238404A (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 回転電機の冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000050667A JP2001238404A (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 回転電機の冷却構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001238404A true JP2001238404A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18572429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000050667A Pending JP2001238404A (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 回転電機の冷却構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001238404A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008115790A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 回転機械 |
CN107017715A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-08-04 | 佛山市威灵洗涤电机制造有限公司 | 鼠笼转子和电机 |
US10221935B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-03-05 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Speed reduction apparatus |
-
2000
- 2000-02-28 JP JP2000050667A patent/JP2001238404A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008115790A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 回転機械 |
US10221935B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-03-05 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Speed reduction apparatus |
CN107017715A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-08-04 | 佛山市威灵洗涤电机制造有限公司 | 鼠笼转子和电机 |
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