JP2003244894A - Liquid circulation cooling type rotating machine - Google Patents

Liquid circulation cooling type rotating machine

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JP2003244894A
JP2003244894A JP2002036449A JP2002036449A JP2003244894A JP 2003244894 A JP2003244894 A JP 2003244894A JP 2002036449 A JP2002036449 A JP 2002036449A JP 2002036449 A JP2002036449 A JP 2002036449A JP 2003244894 A JP2003244894 A JP 2003244894A
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JP
Japan
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liquid circulation
rotary machine
circulation cooling
cooling type
water
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Application number
JP2002036449A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hironori Oba
裕規 大場
Tsuyoshi Kokubo
毅之 小久保
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid circulation cooled type rotating machine that can be reduced in size as the rotating machine and carries sufficient cooling properties. <P>SOLUTION: In the liquid circulation cooled type rotating machine that performs cooling by circulating a cooling medium in the inside, the cooling medium is a low-viscosity inert liquid or water, and a copper wire 1, that constitutes a coil in the rotating machine, is coated with an FEP resin 3a having heat resistance, waterproof and insulating properties. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液循環冷却式の電
動機等の回転機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating machine such as a liquid circulation cooling type electric motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、電動機等の回転機は、省エネルギ
ー化、省資源化のため、小型化が強く求められている。
特に、回転機を使用する製品自体の小型化にともない、
回転機の小型化の要求も強い。しかしながら。回転機の
出力を維持しつつ、小型化を図ることは、コイル電流の
大電流化につながる。
2. Description of the Related Art At present, rotary machines such as electric motors are strongly required to be miniaturized in order to save energy and resources.
Especially with the miniaturization of products that use rotating machines,
There is also a strong demand for miniaturization of rotating machines. However. Reducing the size of the rotating machine while maintaining the output of the rotating machine leads to a large coil current.

【0003】ここで、回転機のトルクは、次式で表され
る。T=1/√2×IB(mω)(LD)cosθ
(T:トルク、I:コイル電流、B:最大磁束密度、
m:相数、ω:1相のターン数、L:コイル長さ、D:
ロータ径、θ:IとBの位相差)
Here, the torque of the rotating machine is expressed by the following equation. T = 1 / √2 × IB (mω) (LD) cos θ
(T: torque, I: coil current, B: maximum magnetic flux density,
m: number of phases, ω: number of turns of one phase, L: coil length, D:
Rotor diameter, θ: Phase difference between I and B)

【0004】上記式よりわかるように、ロータ径Dをそ
のままに、コイル長さLだけを1/2に小型化すると、
発生トルクTを従来と同等にするためには、コイル電流
Iを2倍にする必要がある。コイル電流Iにより発生す
るジュール熱Wは、次式で表される。W=I2R(W:
ジュール熱、R:銅損)
As can be seen from the above equation, if the rotor diameter D is left unchanged and only the coil length L is reduced to 1/2,
In order to make the generated torque T equivalent to the conventional one, it is necessary to double the coil current I. The Joule heat W generated by the coil current I is expressed by the following equation. W = I 2 R (W:
Joule heat, R: copper loss)

【0005】上記式よりわかるように、コイル電流Iが
2倍で、銅損Rが1/2であれば、発生するジュール熱
Wは2倍に増大する。
As can be seen from the above equation, if the coil current I is doubled and the copper loss R is 1/2, the Joule heat W generated is doubled.

【0006】従って、回転機の小型化を図る際には、コ
イルを始めとした回転機各部の高温化が問題になるた
め、回転機の構成部品の耐熱性と、回転機の排熱技術が
重要となる。
[0006] Therefore, when miniaturizing the rotating machine, high temperature of each part of the rotating machine including the coil becomes a problem. Therefore, heat resistance of components of the rotating machine and exhaust heat technology of the rotating machine are required. It becomes important.

【0007】回転機内に発生する熱は、コイル部のジュ
ール熱、ステータやロータの鉄損による熱、そして摺動
部の摩擦熱が挙げられるが、その中で最も高温になるの
はコイルであり、コイルの絶縁材の耐熱性が回転機の性
能に大きく影響している。絶縁材の耐熱性はJIS規格
により規定されており(JIS−C4003)、最も高
温の絶縁材では180℃超となっている。耐熱性の高い
絶縁材としては、ポリイミドが代表的である。高耐熱機
種では、エナメル処理を施したコイルにポリイミドテー
プを巻く構造のものが多い。
The heat generated in the rotating machine includes Joule heat of the coil portion, heat due to iron loss of the stator and rotor, and frictional heat of the sliding portion. Of these, the coil has the highest temperature. The heat resistance of the coil insulation material greatly affects the performance of the rotating machine. The heat resistance of the insulating material is specified by the JIS standard (JIS-C4003), and the highest temperature insulating material exceeds 180 ° C. Polyimide is typical as an insulating material having high heat resistance. Many high heat resistant models have a structure in which a polyimide tape is wrapped around an enamel-treated coil.

【0008】回転機の排熱方法は、空冷式、油冷式、水
冷式に分けられる。発熱量の少ない小出力機は内蔵ファ
ンを利用した空冷式が多いが、中、大出力機では液循環
冷却式として油を循環させて排熱する油冷式や水を循環
させて排熱する水冷式が用いられる。
The method for exhausting heat from the rotating machine is classified into an air cooling type, an oil cooling type and a water cooling type. Small output machines with low heat generation are often air-cooled using built-in fans, but medium and large output machines use liquid circulation cooling to circulate oil to exhaust heat and circulate oil to exhaust heat. A water-cooled type is used.

【0009】図4は、従来の油冷式の回転機の構造の概
略図である。図4では回転機のロータの軸に沿う方向の
断面を示す。
FIG. 4 is a schematic view of the structure of a conventional oil-cooled rotary machine. FIG. 4 shows a cross section in the direction along the axis of the rotor of the rotating machine.

【0010】図4よりわかるように、油冷式の回転機
は、回転軸となるロータ21と、ロータ21の周囲に筒
状に配されるステータ22と、ステータ22の内部を貫
通して巻回されるコイル23と、それらを内部に擁し、
筐体となるモータフレーム24とを有している。モータ
フレーム24には、冷媒となる油を回転機内部に導入す
る油供給口25と、回転機内部の熱を奪った油を回転機
外部へ排出する油排出口26が設けてある。
As can be seen from FIG. 4, the oil-cooled rotary machine has a rotor 21 serving as a rotating shaft, a stator 22 arranged in a tubular shape around the rotor 21, and a stator 22 wound through the inside thereof. The coil 23 to be rotated and holding them inside,
It has a motor frame 24 serving as a housing. The motor frame 24 is provided with an oil supply port 25 for introducing oil serving as a refrigerant into the rotary machine and an oil discharge port 26 for discharging oil deprived of heat inside the rotary machine to the outside of the rotary machine.

【0011】上記油冷式の回転機は、回転機外部で冷却
された油冷媒が回転機の油供給口25から回転機内部に
供給され、ロータ21やステータ22に直接接触するこ
とにより、回転機内の熱を奪って外部へ排出される液循
環冷却式となっている。油冷媒としては、各部の潤滑も
兼ねた潤滑油、作動油や熱媒体油などが使用されてい
る。
In the oil-cooled rotary machine, the oil refrigerant cooled outside the rotary machine is supplied to the inside of the rotary machine from the oil supply port 25 of the rotary machine and directly contacts the rotor 21 and the stator 22 to rotate. It is a liquid circulation cooling type that takes away the heat inside the machine and discharges it to the outside. As the oil-refrigerant, lubricating oil, hydraulic oil, heat carrier oil, etc. that also serve as lubrication of each part are used.

【0012】上記油冷式の回転機のように液循環冷却式
を採用している回転機は、内部に直接冷媒を流し込み、
この冷媒を外部冷却装置との間で循環させることで、発
生する熱を除去している。上記冷却方式に用いる冷媒に
は以下の性質が求められる。(1)絶縁破壊電圧が高い
こと、(2)回転機内部は発熱しているため、沸点・引
火点が高いこと、(3)回転機のトルクの損失を避ける
ため、粘度が低いこと(4)毒性がないことである。上
記性質に全て当てはまる油として、油圧作動油があり、
油圧作動油は液循環冷却方式の回転機に用いる冷媒とし
ては優れている。
A rotary machine that employs a liquid circulation cooling system like the oil-cooled rotary machine described above pours a refrigerant directly into the rotary machine.
The heat generated is removed by circulating this refrigerant with the external cooling device. The following properties are required for the refrigerant used in the cooling system. (1) High breakdown voltage, (2) High boiling point and flash point due to heat generation inside the rotating machine, (3) Low viscosity to avoid torque loss of rotating machine (4 ) No toxicity. There is hydraulic oil as an oil that applies to all of the above properties,
Hydraulic oil is excellent as a refrigerant used in a liquid circulation cooling type rotating machine.

【0013】しかしながら、上記油圧作動油を用いた油
冷式の回転機でも、一層の小型化を図った際にはコイル
電流増加にともなう発熱のため、排熱能力が不足するこ
とが予想される。排熱能力が不足すれば、コイルの絶縁
材の耐熱温度を超え、絶縁劣化を起こすため、回転機の
出力が低下するばかりか、短絡事故にもなりかねない。
However, even in the oil-cooled rotary machine using the hydraulic oil, when the size is further reduced, it is expected that the exhaust heat capacity will be insufficient due to the heat generated by the increase in the coil current. . If the exhaust heat capacity is insufficient, the heat resistance temperature of the insulating material of the coil will be exceeded, causing insulation deterioration, which not only lowers the output of the rotating machine, but may cause a short circuit accident.

【0014】図5は、従来の水冷式の回転機の構造の概
略図である。図5は、回転機のロータの軸に沿う方向の
断面を示す。
FIG. 5 is a schematic view of the structure of a conventional water-cooled rotary machine. FIG. 5 shows a cross section in a direction along the axis of the rotor of the rotating machine.

【0015】図5よりわかるように、水冷式の回転機
は、回転軸となるロータ31と、ロータ31の周囲に筒
状に配されるステータ32と、ステータ32の内部を貫
通して巻回されるコイル33と、それらを内部に擁し、
筐体となるモータフレーム34とを有している。モータ
フレーム34の筐体内部には水の流路となるウォータジ
ャケット35が複数設けられており、各々のウォータジ
ャケット35に、冷媒となる水を導入する水供給口36
と、熱を奪った水を外部へ排出する水排出口37が設け
てある。
As can be seen from FIG. 5, the water-cooled rotary machine has a rotor 31 as a rotary shaft, a stator 32 arranged in a tubular shape around the rotor 31, and a stator 32 wound through the inside thereof. The coil 33 to be
It has a motor frame 34 that serves as a housing. A plurality of water jackets 35 serving as water flow paths are provided inside the housing of the motor frame 34, and a water supply port 36 for introducing water serving as a refrigerant into each water jacket 35.
There is provided a water discharge port 37 for discharging the heat-removed water to the outside.

【0016】上記水冷式の回転機では、油冷式の回転機
のように、回転機内部を直接水で冷却できないため、回
転機外側に配されるモータフレーム34の筐体内部等に
ウォータジャケット35を設け、その中に水を通して熱
を奪い、外部へ排熱する構造となる。
Unlike the oil-cooled rotary machine, the water-cooled rotary machine cannot directly cool the inside of the rotary machine with water. Therefore, a water jacket is provided inside the casing of the motor frame 34 arranged outside the rotary machine. 35, water is passed through the heat sink 35 to remove heat, and the heat is exhausted to the outside.

【0017】水冷式の回転機は、冷媒となる水が油冷媒
に比べて、熱容量が2倍と大きく、粘度も小さいため
(動粘度:1×10-62/s(20℃))、物性値か
らみた排熱能力が高い。しかし、ウォータジャケット構
造の水冷式では、モータフレームにウォータジャケット
等を設けるため、回転機内に直接油冷媒を供給する油冷
式(図4参照)に比べて、水冷媒の流量が非常に小さく
なってしまう。このため、水冷式は、油冷式に対して、
物性値から考えられるほどの大きな効果が得られていな
い。また、水冷式はモータフレームの鋳造成形が複雑に
なるばかりか、ウォータジャケットの分だけ外形を大き
くせざる得なくなってしまい、回転機の小型化が難し
い。
In a water-cooled rotary machine, the water serving as a refrigerant has a heat capacity twice as large as that of an oil refrigerant and a small viscosity (kinematic viscosity: 1 × 10 −6 m 2 / s (20 ° C.)). The exhaust heat capacity is high in terms of physical properties. However, in the water cooling type of water jacket structure, since the water jacket and the like are provided in the motor frame, the flow rate of the water refrigerant is much smaller than that of the oil cooling type that directly supplies the oil refrigerant into the rotating machine (see FIG. 4). Will end up. Therefore, the water-cooled type is different from the oil-cooled type.
Not as large as expected from the physical properties. Further, the water-cooled type not only complicates the casting of the motor frame, but also has to enlarge the outer shape by the amount of the water jacket, which makes it difficult to downsize the rotating machine.

【0018】そこで、一層の小型化と排熱能力の向上を
ともに満足させるためには、油冷式と同様に、ロータや
ステータに直接冷媒を接触させる構造の水冷式を採用す
る方法が考えられる。この方法は、ウォータジャケット
式の水冷式に対して、ロータ及びステータの直接冷却の
ため、水冷媒が効率よく熱を奪うことができ、かつ流路
断面積が大きいため、冷媒の流量をより大きくすること
ができる。しかし、この直接冷却の水冷式では、回転機
各部が直接水に触れるため、耐食処理が必要になる。特
に、コイルの絶縁材の耐水性が重要となるが、C種絶縁
材として最も使用されているポリイミドは、耐水性が劣
るため、この水冷式には使用できない。
Therefore, in order to satisfy both the further miniaturization and the improvement of the exhaust heat capacity, there may be considered a method of adopting a water cooling type of a structure in which a refrigerant is brought into direct contact with a rotor or a stator as in the oil cooling type. . In this method, compared to the water jacket type water cooling type, the rotor and stator are directly cooled, so that the water refrigerant can take heat efficiently and the flow passage cross section is large, so the flow rate of the refrigerant can be increased. can do. However, in this direct cooling water-cooled type, each part of the rotating machine is in direct contact with water, so that corrosion resistance is required. In particular, the water resistance of the insulating material of the coil is important, but the polyimide most used as the C-type insulating material is inferior in water resistance and cannot be used in this water-cooled type.

【0019】耐水性を持たせたコイル絶縁層としては、
銅線のエナメルコーティングの上に、PE(ポリエチレ
ン)樹脂の絶縁層、高重合度PVC(ポリ塩化ビニル)
の組成物の絶縁層を形成したもの(特開昭59−447
11号公報参照)や、銅線のエナメルコーティングの上
に、PP(ポリプロピレン)樹脂の絶縁層を形成したも
の(特開平3−89413号公報参照)がある。
As the coil insulating layer having water resistance,
On the enamel coating of copper wire, PE (polyethylene) resin insulation layer, high degree of polymerization PVC (polyvinyl chloride)
With an insulating layer of the composition of JP-A-59-447.
No. 11) or a copper wire with an enamel coating on which an insulating layer of PP (polypropylene) resin is formed (see Japanese Patent Laid-Open No. 3-89413).

【0020】上記耐水電線では、常温領域の使用を前提
としており、例えば、PE樹脂を使用したコイルの場合
では、温度上昇値が50℃以下と限定される(JISB
−8324)ため、適用できる回転機はごく一部に限ら
れている。また、室温以上の高温域で使用する場合は、
長期信頼性が劣っている。
The water resistant wire is premised to be used in a normal temperature range. For example, in the case of a coil using PE resin, the temperature rise value is limited to 50 ° C. or less (JISB.
Therefore, the applicable rotating machines are limited to a part. Also, when using in high temperature range above room temperature,
Inferior long-term reliability.

【0021】図6は、従来の耐水銅線の一例を示す断面
図である。図6に示すように、従来の耐水銅線は、電流
を流す導線となる銅線41と、銅線41の周囲にコーテ
ィングされるエナメル層42と、エナメル層42のまわ
りに被覆されるポリプロピレン(PP)43とから構成
される。
FIG. 6 is a sectional view showing an example of a conventional waterproof copper wire. As shown in FIG. 6, the conventional water-resistant copper wire is a copper wire 41 that serves as a conducting wire for passing an electric current, an enamel layer 42 coated around the copper wire 41, and a polypropylene (coated around the enamel layer 42). PP) 43.

【0022】図6に示すエナメルコーティング上にPP
樹脂を施した構造の電線では、大気中でさえも100℃
の環境下で寿命は1年と報告されており、高温水中では
さらに寿命が短くなることは明らかである。このため、
水冷媒を用いて、高温域で長期的使用される回転機で
は、PE樹脂やPP樹脂の絶縁層を使用することができ
ない。
PP on the enamel coating shown in FIG.
Even if the wire with resin is used, the temperature is 100 ℃
The life is reported to be one year under the environment of 1), and it is clear that the life is further shortened in high temperature water. For this reason,
In a rotating machine that uses a water refrigerant for a long time in a high temperature range, an insulating layer of PE resin or PP resin cannot be used.

【0023】更に、耐水性と耐熱性を兼ね備えたコイル
絶縁層としては、フッ素樹脂が考えられる。フッ素樹脂
を使用した絶縁層としては、導体上に銅害防止材層を施
し、その上に、ETFE(テトラフルオロエチレン−エ
チレン共重合体)を被覆した例(実開昭63−1689
21号公報参照)がある。銅害防止材層には、エナメル
焼き付け被覆層か、錫メッキ層のいずれかを使用し、銅
イオンによりフッ素樹脂の酸化が促進されて劣化しない
ようにしている。しかし、ETFEの耐熱性は150℃
であり、B種絶縁となっている。
Further, fluorocarbon resin can be considered as the coil insulating layer having both water resistance and heat resistance. As an insulating layer using a fluororesin, an example in which a copper damage prevention material layer is applied on a conductor and ETFE (tetrafluoroethylene-ethylene copolymer) is coated thereon
21). As the copper damage prevention material layer, either an enamel baking coating layer or a tin plating layer is used to prevent the copper resin from accelerating the oxidation of the fluororesin and deteriorating it. However, the heat resistance of ETFE is 150 ° C.
And has class B insulation.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】市場では、現状の特性
を維持したままで、よりコンパクトにした回転機が求め
られている。そこで、単純に回転機の長さを半分にした
場合には、トルクも半分に低下してしまう。これを補う
ために入力電流を2倍にすると、発熱量は元の回転機の
2倍になってしまう。ここで、従来の回転機の内部では
局所的ではあるが150℃に達している部分がある。も
し発熱が2倍になるなら、熱の集中する部分は300℃
近くまで温度が上がり、従来の回転機に使用されている
油冷媒の引火点(190℃)を超えて熱暴走してしま
う。また、この発熱では回転機の電気絶縁(C種絶縁)
も保持できない。
On the market, there is a demand for a more compact rotating machine while maintaining the current characteristics. Therefore, when the length of the rotating machine is simply halved, the torque is also halved. If the input current is doubled to compensate for this, the amount of heat generated will be double that of the original rotating machine. Here, there is a portion where the temperature reaches 150 ° C. although it is local inside the conventional rotating machine. If the heat is doubled, the heat is concentrated at 300 ℃
The temperature rises close to the point, and thermal runaway occurs, exceeding the flash point (190 ° C) of the oil refrigerant used in conventional rotating machines. Also, with this heat generation, electrical insulation of the rotating machine (C class insulation)
Can not hold.

【0025】そこで、単純に、油冷媒の流量を上げるこ
とで冷却能力を向上させようと試みたが、油冷媒の粘度
が高すぎるためトルク損失が増大し、回転機の現状特性
を維持できなかった。更に、補機電力(外部冷却装置内
ポンプ)も増大してしまった。従って、従来の油冷媒を
用いたままでは液循環冷却式の回転機を小型化できな
い。
Therefore, an attempt was made to simply improve the cooling capacity by increasing the flow rate of the oil refrigerant, but the viscosity of the oil refrigerant is too high, and the torque loss increases, and the current characteristics of the rotating machine cannot be maintained. It was Furthermore, the auxiliary machine power (pump in the external cooling device) has also increased. Therefore, it is not possible to downsize the liquid circulation cooling type rotating machine by using the conventional oil refrigerant.

【0026】又、水冷媒を用いた液循環冷却式の回転機
では、耐水性、耐熱性のあるコイルの絶縁材としてET
FE樹脂を使用しているが、ETFEの耐熱性は150
℃で、B種絶縁であり、高出力回転機の小型化を進める
場合、大電流化によるジュール熱が増大するため、耐熱
性としてはC種クラスが求められており、不十分であ
る。
Further, in a liquid circulation cooling type rotary machine using a water refrigerant, ET is used as a coil insulating material having water resistance and heat resistance.
Although FE resin is used, the heat resistance of ETFE is 150.
Insulation of type B at ℃, and when promoting miniaturization of high-power rotating machines, the Joule heat increases due to the increase in current. Therefore, class C is required as heat resistance, which is insufficient.

【0027】本発明は、上記問題に鑑み、回転機の小型
化ができ、かつ、十分な冷却性能を有する液循環冷却式
の回転機を提供する。
In view of the above problems, the present invention provides a liquid circulation cooling type rotating machine which can be downsized and has sufficient cooling performance.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明に係る液循環冷却式回転機は、冷媒を内部に循環させ
て冷却を行う液循環冷却式回転機において、前記冷媒を
低粘度不活性液体としたことを特徴とする。
A liquid circulation cooling type rotary machine according to the present invention which solves the above problems is a liquid circulation cooling type rotary machine which circulates a refrigerant inside to cool the same. It is characterized in that it is an active liquid.

【0029】上記課題を解決する本発明に係る液循環冷
却式回転機は、前記低粘度不活性液体をフッ素系熱媒体
油としたこと特徴とする。
The liquid circulation cooling type rotary machine according to the present invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that the low-viscosity inert liquid is a fluorine-based heat carrier oil.

【0030】上記課題を解決する本発明に係る液循環冷
却式回転機は、前記低粘度不活性液体をフッ素系不活性
液体としたこと特徴とする。
The liquid circulation cooling type rotary machine according to the present invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that the low viscosity inert liquid is a fluorine-based inert liquid.

【0031】上記課題を解決する本発明に係る液循環冷
却式回転機は、冷媒を内部に循環させて冷却を行う液循
環冷却式回転機において、前記冷媒を水とし、回転機内
部のコイルを構成する導線が耐熱性、耐水性及び絶縁性
のある材料で被覆されたことを特徴とする。
A liquid circulation cooling type rotary machine according to the present invention which solves the above-mentioned problems is a liquid circulation cooling type rotary machine in which a refrigerant is circulated to cool the inside of the rotary machine. It is characterized in that the conductive wire is covered with a material having heat resistance, water resistance and insulation.

【0032】上記課題を解決する本発明に係る液循環冷
却式回転機は、前記耐熱性、耐水性及び絶縁性のある材
料が真空中で前記導線に被覆されたものであることを特
徴とする。
The liquid circulation cooling type rotary machine according to the present invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that the above-mentioned material is coated with the above-mentioned material having heat resistance, water resistance and insulation in vacuum. .

【0033】上記課題を解決する本発明に係る液循環冷
却式回転機は、前記耐熱性、耐水性及び絶縁性のある材
料をフッ素系樹脂としたことを特徴とする。
A liquid circulation cooling type rotary machine according to the present invention which solves the above-mentioned problems is characterized in that the material having heat resistance, water resistance and insulation is a fluorine resin.

【0034】上記課題を解決する本発明に係る液循環冷
却式回転機は、前記フッ素系樹脂をテトラフルオロエチ
レン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体としたことを
特徴とする。
The liquid circulation cooling type rotary machine according to the present invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that the fluororesin is a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer.

【0035】上記課題を解決する本発明に係る液循環冷
却式回転機は、前記フッ素系樹脂をテトラフルオロエチ
レン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体と
したことを特徴とする。
The liquid circulation cooling type rotary machine according to the present invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that the fluororesin is a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer.

【0036】上記課題を解決する本発明に係る液循環冷
却式回転機は、前記フッ素系樹脂をクロロトリフルオロ
エチレン−エチレン共重合体としたことを特徴とする。
The liquid circulation cooling type rotary machine according to the present invention which solves the above-mentioned problems is characterized in that the fluororesin is a chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer.

【0037】上記課題を解決する本発明に係る液循環冷
却式回転機は、前記耐熱性、耐水性及び絶縁性のある材
料を、ポリイミド等の耐熱性樹脂にポリテトラフルオロ
エチレン粒子を混合した変性系フッ素樹脂材料としたこ
とを特徴とする。
In the liquid circulation cooling type rotary machine according to the present invention for solving the above-mentioned problems, the above-mentioned heat-resistant, water-resistant and insulating material is modified by mixing polytetrafluoroethylene particles into a heat-resistant resin such as polyimide. It is characterized by using a fluorocarbon resin material.

【0038】上記課題を解決する本発明に係る液循環冷
却式回転機は、前記耐熱性、耐水性及び絶縁性のある材
料をポリエーテルエーテルケトンとしたことを特徴とす
る。
The liquid circulation cooling type rotary machine according to the present invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that the material having heat resistance, water resistance and insulation is polyetheretherketone.

【0039】上記課題を解決する本発明に係る液循環冷
却式回転機は、前記耐熱性、耐水性及び絶縁性のある材
料をポリエーテルサルフォンとしたことを特徴とする。
A liquid circulation cooling type rotary machine according to the present invention which solves the above-mentioned problems is characterized in that the material having heat resistance, water resistance and insulation is polyether sulfone.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】本発明では、回転機内部に冷媒を
流して回転機内部を直接冷却する液循環冷却式の回転機
を用い、従来の冷媒、例えば油圧作動油に替わるものと
して、(1)低粘度不活性液体を使用する冷却方式、
(2)水を使用する冷却方式とした。低粘度不活性液体
を冷媒とする場合、現状のコイルの絶縁構成にそのまま
適用できる上、外部冷却補機の損失(ロス)も現状のま
まで、冷媒の循環流速を早めることが可能となり、冷却
能力を向上させることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a liquid circulation cooling type rotating machine in which a refrigerant is flown into the rotating machine to directly cool the inside of the rotating machine is used. 1) Cooling method using low viscosity inert liquid,
(2) A cooling method using water was adopted. When a low-viscosity inert liquid is used as the refrigerant, it can be applied as is to the current coil insulation structure, and the loss of the external cooling auxiliary equipment can be maintained as it is, and the circulation speed of the refrigerant can be increased, and cooling can be performed. You can improve your ability.

【0041】しかし、水を冷媒とする場合には、従来の
コイルの絶縁構成はポリイミド等のレジン(樹脂化合
物)を用いており、耐水性がない。そのため、耐水性、
耐熱性、電気絶縁性に優れたフッ素系樹脂を用いた被覆
電線をコイルとして用いた。この構成により、水を冷媒
として用いることが可能となり冷却能力を向上させるこ
とができる。本発明により、熱暴走させることなく、液
循環冷却式の回転機をコンパクト化することが可能とな
る。
However, when water is used as the refrigerant, the conventional coil insulation structure uses a resin (resin compound) such as polyimide and is not water resistant. Therefore, water resistance,
A coated electric wire using a fluorine-based resin having excellent heat resistance and electric insulation was used as a coil. With this configuration, water can be used as a refrigerant, and the cooling capacity can be improved. According to the present invention, a liquid circulation cooling type rotating machine can be made compact without causing thermal runaway.

【0042】(実施形態1)第1の実施形態としては、
液循環冷却式の回転機において、冷媒として低粘度不活
性液体を用いる。回転機の構成としては、図4に示す油
冷式の回転機と同じでよい。低粘度不活性液体として
は、有機系熱媒体油、フッ素系不活性液体、フッ素系熱
媒体油等を用いて回転機内部を冷却する。上記冷媒を用
いた場合、コイルに特殊な処理を施す必要はなく、従来
の絶縁構成のままで使用可能である。
(First Embodiment) As a first embodiment,
In a liquid circulation cooling type rotating machine, a low viscosity inert liquid is used as a refrigerant. The configuration of the rotary machine may be the same as that of the oil-cooled rotary machine shown in FIG. As the low-viscosity inert liquid, an organic heating medium oil, a fluorine-based inert liquid, a fluorine-based heating medium oil, or the like is used to cool the inside of the rotating machine. When the above-mentioned refrigerant is used, it is not necessary to subject the coil to a special treatment, and the conventional insulating structure can be used.

【0043】(実施例1)第1の実施形態の実施例とし
て、冷媒に有機系熱媒体油(動粘度:15×10 -62
/s以下)を用いた。有機系熱媒体油は、従来の油圧作
動油等の冷媒に比べ動粘度が低いため、既存の冷却装置
にそのまま適用するだけで流量が増え、冷却性能を向上
することができる。
Example 1 As an example of the first embodiment
As a refrigerant, an organic heat carrier oil (kinematic viscosity: 15 × 10 -6m2
/ S or less) was used. Organic heat transfer oil is used in conventional hydraulic
Since the kinematic viscosity is lower than that of refrigerants such as hydraulic oil, existing cooling equipment
Improving cooling performance by increasing the flow rate just by applying
can do.

【0044】(実施例2)第1の実施形態の他の実施例
として、冷媒にフッ素系不活性液体(動粘度:12×1
-62/s以下)を用いた。フッ素系不活性液体も、
従来の油圧作動油等の冷媒に比べ動粘度が低いため、既
存の冷却装置にそのまま適用するだけで流量が増え、冷
却性能を向上することができ、さらに、不活性液体であ
るため、引火点がなく、火災の危険性がない。
Example 2 As another example of the first embodiment, a fluorine-based inert liquid (kinematic viscosity: 12 × 1) was used as the refrigerant.
0 -6 m 2 / s or less) was used. Fluorine-based inert liquid,
Since the kinematic viscosity is lower than that of conventional hydraulic fluids such as refrigerants, the flow rate can be increased and the cooling performance can be improved simply by applying it to the existing cooling device as it is. Furthermore, since it is an inert liquid, it has a flash point. There is no danger of fire.

【0045】(実施例3)第1の実施形態の他の実施例
として、冷媒にフッ素系熱媒体油(動粘度:5×10-6
2/s以下)を用いた。フッ素系熱媒体油も、従来の
油圧作動油等の冷媒に比べ動粘度が低いため、既存の冷
却装置にそのまま適用するだけで流量が増え、冷却性能
を向上することができ、さらに、不活性液体であるた
め、引火点がなく、火災の危険性がない。
Example 3 As another example of the first embodiment, a fluorine-based heat carrier oil (kinematic viscosity: 5 × 10 −6) was used as the refrigerant.
m 2 / s or less) was used. Since fluorinated heat carrier oil also has a lower kinematic viscosity than refrigerants such as conventional hydraulic oil, the flow rate can be increased and the cooling performance can be improved by simply applying it to the existing cooling device. Being a liquid, it has no flash point and no fire hazard.

【0046】(実施形態2)第2の実施形態としては、
液循環冷却方式の回転機において、フッ素系樹脂等の耐
熱性、耐水性及び絶縁性のある材料により耐水、耐熱、
絶縁処理を行った導線(例えば銅線等)をコイルに用
い、冷媒として水を用いたものである。回転機の基本的
な構成は図4に示す油冷式の回転機と同じであるが、上
記のようにコイルがフッ素系樹脂等により耐水、耐熱、
絶縁処理を行った銅線から構成されている。
(Second Embodiment) As a second embodiment,
In a liquid circulation cooling type rotating machine, water resistance, heat resistance, and heat resistance due to heat-resistant, water-resistant and insulating materials such as fluororesin,
An insulated conductor wire (eg, copper wire) is used as a coil, and water is used as a coolant. The basic structure of the rotary machine is the same as that of the oil-cooled rotary machine shown in FIG. 4, but as described above, the coil is made of fluororesin, etc.
It is composed of insulated copper wire.

【0047】(実施例4)第2の実施形態の実施例とし
て、コイルの絶縁材に耐水性が有り、かつ、連続使用温
度が200℃で耐熱性のあるフッ素樹脂、FEP(テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合
体)を使用した。FEPは、絶縁破壊電圧が24kV/
mmであり、ETFEの16kV/mmに比べ、1.5
倍の絶縁耐力を持っている。
(Example 4) As an example of the second embodiment, a fluororesin, FEP (tetrafluoroethylene-), which has water resistance in the coil insulating material and is heat resistant at a continuous use temperature of 200 ° C. Hexafluoropropylene copolymer) was used. FEP has a breakdown voltage of 24 kV /
mm, which is 1.5 compared to 16 kV / mm of ETFE.
Has double the dielectric strength.

【0048】図1は、本発明に係る実施形態の一例を示
す耐熱・耐水・絶縁電線の断面図である。図1に示すよ
うに、本発明に係る耐熱・耐水・絶縁銅線は、電流を流
す導線となる銅線1と、銅線1の周囲にコーティングさ
れるニッケルメッキ2と、ニッケルメッキ2のまわりに
被覆され、耐熱性、耐水性及び絶縁性のあるFEP樹脂
3aとを有している。
FIG. 1 is a sectional view of a heat-resistant / water-resistant / insulated electric wire showing an example of an embodiment according to the present invention. As shown in FIG. 1, the heat-resistant / water-resistant / insulated copper wire according to the present invention includes a copper wire 1 which is a conducting wire for passing an electric current, a nickel plating 2 coated around the copper wire 1, and a nickel plating 2 surrounding the copper wire 1. And FEP resin 3a having heat resistance, water resistance and insulation.

【0049】銅線1には、占積率に優れた平角銅線を使
用した。規格はCuSAで、サイズは3.5×2.0m
mである。平角銅線へFEPを被覆する際には、図1に
示すように、銅害対策として、ニッケルメッキを施した
上で、コーティング加工を行った。材料には粒子状のF
EPを使用した。コーティング厚さは170μmであ
る。
As the copper wire 1, a rectangular copper wire having an excellent space factor was used. The standard is CuSA and the size is 3.5 x 2.0 m.
m. When coating the flat copper wire with FEP, as shown in FIG. 1, as a countermeasure against copper damage, nickel plating was performed and then coating processing was performed. The material is particulate F
EP was used. The coating thickness is 170 μm.

【0050】なお、粒子状のFEPを使用する替わり
に、粒子よりも1コートの厚さが薄くできる液状のFE
Pを使用することもできる。コーティング厚さは100
μmである。
Instead of using the particulate FEP, a liquid FE that can make the thickness of one coat thinner than the particles
P can also be used. Coating thickness is 100
μm.

【0051】従来のフッ素樹脂ETFEを使用したコイ
ルは、水中回転機ヘの適用を目的としており、連続的に
は100℃程度での使用が前提となっている。しかし、
本実施例では、絶縁材にFEPを使用したことにより、
コイル温度が200℃の温度域まで使用することができ
るため、C種絶縁材として発電機等の回転機へ適用する
ことができ、小型の回転機でも高出力化が図れる。ま
た、従来のポリイミドテープの場合に比べ、FEPの耐
摩耗性と滑り性が非常に優れているため、ステータのス
ロットにコイルを挿入する作業性が向上する上、挿入作
業中に絶縁材が損傷することがなくなり、コイル絶縁の
長期信頼性が向上する。被覆厚さは170μmであるた
め、ポリイミドテープを使用した場合の2倍の厚さがあ
るが、フッ素樹脂は耐摩耗性や滑り性に優れているた
め、スロットの穴径にはポリイミドテープの場合ほどマ
ージンを必要としない。このため、現状のスロット径を
変更せずに、FEP被覆コイルを適用することができ
る。
The coil using the conventional fluororesin ETFE is intended for application to an underwater rotating machine, and is premised on continuous use at about 100 ° C. But,
In this embodiment, since FEP is used as the insulating material,
Since the coil temperature can be used up to a temperature range of 200 ° C., it can be applied to a rotating machine such as a generator as a C-type insulating material, and a high output can be achieved even with a small rotating machine. Also, compared with the conventional polyimide tape, the wear resistance and slipperiness of FEP are very excellent, which improves workability of inserting the coil into the slot of the stator and damages the insulating material during the insertion work. And the long-term reliability of coil insulation is improved. Since the coating thickness is 170 μm, it is twice as thick as when using a polyimide tape, but since the fluororesin has excellent wear resistance and slipperiness, the hole diameter of the slot is Does not require as much margin. Therefore, the FEP coated coil can be applied without changing the current slot diameter.

【0052】又、液状のFEPを使用することにより、
更に、FEPの被覆厚さを薄くできる。このため、スロ
ット径を小さくし、回転機断面形状をより小さくするこ
とができる。あるいは、スロット径を変更せず、スロッ
ト内のすき間に冷媒を通すことにより、一層の排熱能力
の向上が期待できる。
By using liquid FEP,
Furthermore, the FEP coating thickness can be reduced. Therefore, the slot diameter can be reduced and the cross-sectional shape of the rotating machine can be further reduced. Alternatively, it is possible to expect a further improvement in the exhaust heat capacity by passing the refrigerant through the gap in the slot without changing the slot diameter.

【0053】(実施例5)第2の実施形態の他の実施例
として、コイルの絶縁材に耐水性が有り、かつ、連続使
用温度が260℃で耐熱性のあるフッ素樹脂、PFA
(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニ
ルエーテル共重合体)を使用した。PFAの絶縁破壊電
圧はFEPと同等である。材料には粒子状のPFAを使
用し、コーティング厚さは170μmである。
(Example 5) As another example of the second embodiment, a fluororesin or PFA having a coil insulating material having water resistance and having a continuous use temperature of 260 ° C and heat resistance.
(Tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) was used. The breakdown voltage of PFA is equivalent to that of FEP. A particulate PFA is used as the material, and the coating thickness is 170 μm.

【0054】なお、粒子状のPFAを使用する替わり
に、粒子よりも1コートの厚さが薄くできる液状のPF
Aを使用することもできる。コーティング厚さは100
μmである。
Instead of using the particulate PFA, a liquid PF that can make the thickness of one coat thinner than the particles.
It is also possible to use A. Coating thickness is 100
μm.

【0055】コイルの絶縁材にPFAを使用したことに
より、コイルの耐熱性をより向上させることができる。
又、液状のPFAを使用することにより、PFAの被覆
厚さを薄くできる。このため、スロット径を小さくし、
回転機断面形状をより小さくすることができる。あるい
は、スロット径を変更せず、スロット内のすき間に冷媒
を通すことにより、一層の排熱能力の向上が期待でき
る。
By using PFA as the insulating material of the coil, the heat resistance of the coil can be further improved.
Further, by using liquid PFA, the coating thickness of PFA can be reduced. Therefore, reduce the slot diameter,
The cross-sectional shape of the rotating machine can be made smaller. Alternatively, it is possible to expect a further improvement in the exhaust heat capacity by passing the refrigerant through the gap in the slot without changing the slot diameter.

【0056】(実施例6)第2の実施形態の他の実施例
として、実施例5同様にコイルの絶縁材に耐水性が有
り、かつ、連続使用温度が260℃で耐熱性のあるPF
Aを使用した。更に、本実施例ではPFAのコーティン
グ加工を真空中で銅線に直接行うことにより、銅害対策
として施したニッケルメッキ等の下地処理が不要とな
る。材料には液状のPFAを使用し、コーティング厚さ
は100μmである。
(Example 6) As another example of the second embodiment, as in Example 5, the coil insulating material is water resistant, and the continuous use temperature is 260 ° C and the heat resistant PF.
A was used. Further, in the present embodiment, the PFA coating process is performed directly on the copper wire in a vacuum, so that the underlying treatment such as nickel plating as a countermeasure against copper damage is unnecessary. Liquid PFA is used as the material, and the coating thickness is 100 μm.

【0057】図2は、本発明に係る実施形態の他の一例
を示す耐熱・耐水・絶縁電線の断面図である。図2に示
すように、本発明に係る耐熱・耐水・絶縁銅線は、電流
を流す導線となる銅線1と、銅線1の周囲に被覆され、
耐熱性、耐水性及び絶縁性のあるPFA樹脂3bとを有
している。銅線1には、占積率に優れた平角銅線を使用
し、規格はCuSAで、サイズは3.5×2.0mmで
ある。
FIG. 2 is a sectional view of a heat-resistant / water-resistant / insulated electric wire showing another example of the embodiment according to the present invention. As shown in FIG. 2, the heat-resistant / water-resistant / insulated copper wire according to the present invention is covered with a copper wire 1 which is a conducting wire for passing an electric current and around the copper wire 1.
It has a PFA resin 3b having heat resistance, water resistance and insulation. A rectangular copper wire having an excellent space factor is used for the copper wire 1, the standard is CuSA, and the size is 3.5 × 2.0 mm.

【0058】本実施例では、真空中で直接銅線にPFA
のコーティング処理を行うため、銅害の要因となる酸素
を銅線〜PFA間から排除することができ、銅害対策の
ための下地処理であるニッケルメッキを施す必要がな
く、メッキ工程を省略することができ、コイルをより短
時間、かつ低コストで製作できる。なお、上記のような
真空中での銅線へのコーティングは、他の被覆材料を用
いて行なうことも可能である。
In this embodiment, PFA is directly applied to a copper wire in vacuum.
Oxygen, which causes copper damage, can be removed from between the copper wire and PFA because the coating treatment of No. 1 is performed, and there is no need to perform nickel plating, which is a base treatment for copper damage prevention, and the plating step is omitted. Therefore, the coil can be manufactured in a shorter time and at low cost. The coating of the copper wire in vacuum as described above can be performed by using another coating material.

【0059】(実施例7)第2の実施形態の他の実施例
として、コイルの絶縁材に耐水性が有り、かつ、耐熱性
のあるフッ素樹脂の一種であるECTFE(クロロトリ
フルオロエチレン−エチレン共重合体)樹脂を使用し
た。これは、ECTFEをベースに、コーティングを可
能とした材料である。絶縁破壊電圧は31kV/mm、
連続使用温度は180℃である。コーティング厚さは3
00μmである。
(Example 7) As another example of the second embodiment, ECTFE (chlorotrifluoroethylene-ethylene), which is a kind of fluororesin having water resistance and heat resistance in the insulating material of the coil, is used. Copolymer) resin was used. This is a material that enables coating based on ECTFE. Dielectric breakdown voltage is 31kV / mm,
The continuous use temperature is 180 ° C. Coating thickness is 3
It is 00 μm.

【0060】ETFEでは、8時間×7サイクルのスチ
ームテスト前後の密着強度が63Nから6.9Nへ低下
したが、ECTFEでは63Nと全く変化しなかった。
このことから、絶縁材にECTFEを使用することで、
ETFEに比べ、コーティング被膜の浮きや剥離を大幅
に減少させることができる。浮きや剥離が生じると、他
の部品との干渉により絶縁材に応力がかかり、亀裂を生
じたり、また、絶縁材の浮いた部分が冷媒の流れを妨
げ、排熱能力が低下したりすることがある。このため、
ECTFEを使用して浮きや剥離を減少させることによ
り、長期の信頼性を向上させることができる。
In ETFE, the adhesion strength before and after the steam test of 8 hours × 7 cycles decreased from 63 N to 6.9 N, but in ECTFE it did not change to 63 N at all.
From this, by using ECTFE as the insulating material,
As compared with ETFE, floating and peeling of the coating film can be significantly reduced. If floating or peeling occurs, stress may be applied to the insulating material due to interference with other parts, and cracks may occur, or the floating portion of the insulating material may impede the flow of the refrigerant and reduce the heat exhaust capacity. There is. For this reason,
By using ECTFE to reduce lift and delamination, long term reliability can be improved.

【0061】(実施例8)第2の実施形態の他の実施例
として、コイルの絶縁材にポリイミド等の耐熱性樹脂に
PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)粒子を混合し
た変性系フッ素樹脂材料を用い、耐水性、耐熱性及び絶
縁性を持たせた。変性系フッ素樹脂は、PTFEの優れ
た各種特性と低コストという相反する条件を高い次元で
バランスさせた材料である。連続使用温度は218℃で
ある。形態が液状であるため、薄くコーティングを行う
ことができる。コーティング厚さは120μmである。
Example 8 As another example of the second embodiment, a modified fluororesin material obtained by mixing PTFE (polytetrafluoroethylene) particles with a heat resistant resin such as polyimide is used as the insulating material of the coil. It has water resistance, heat resistance and insulation. The modified fluororesin is a material in which the contradictory conditions such as excellent characteristics of PTFE and low cost are balanced in a high dimension. The continuous use temperature is 218 ° C. Since the form is liquid, thin coating can be performed. The coating thickness is 120 μm.

【0062】本実施例では、コイルの絶縁材に変性系フ
ッ素樹脂を使用したことにより、FEP並の耐熱性を、
2/3のコストで実現することができる。
In this embodiment, by using the modified fluororesin as the insulating material of the coil, the heat resistance equivalent to that of FEP can be obtained.
It can be realized at a cost of 2/3.

【0063】(実施例9)第2の実施形態の他の実施例
として、コイルの絶縁材に耐熱性と耐水性に優れたエン
ジニアリングプラスティックであるPEEK(ポリエー
テルエーテルケトン)を使用した。これは、PEEKを
ベースに、コーティングを可能とした材料である。絶縁
破壊電圧は19kV/mm、連続使用温度は260℃で
ある。PEEKも高温でコーティングするため、銅害対
策としてニッケルメッキを施した。PEEKのコーティ
ング厚さは300μmである。
(Example 9) As another example of the second embodiment, PEEK (polyether ether ketone) which is an engineering plastic excellent in heat resistance and water resistance was used as the insulating material of the coil. This is a material that enables coating based on PEEK. The dielectric breakdown voltage is 19 kV / mm, and the continuous use temperature is 260 ° C. Since PEEK is also coated at high temperature, nickel plating was applied as a countermeasure against copper damage. The coating thickness of PEEK is 300 μm.

【0064】本実施例では、コイルの絶縁材にPEEK
を使用したことにより、ETFEと同等の絶縁特性と、
より高い耐熱性が実現できる。
In this embodiment, PEEK is used as the coil insulating material.
By using, the insulation characteristics equivalent to ETFE,
Higher heat resistance can be realized.

【0065】(実施例10)第2の実施形態の他の実施
例として、コイルの絶縁材に耐熱性と耐水性に優れたエ
ンジニアリングプラスティックであるPES(ポリエー
テルサルフォン)を使用した。材料は、PESのコーテ
ィンググレードである。絶縁破壊電圧は31kV/m
m、連続使用温度は180℃である。PESも高温でコ
ーティングするため、銅害対策としてニッケルメッキを
施した。コーティング厚さは300μmである。
(Example 10) As another example of the second embodiment, PES (polyether sulfone) which is an engineering plastic excellent in heat resistance and water resistance was used as the insulating material of the coil. The material is a PES coating grade. Breakdown voltage is 31kV / m
m, continuous use temperature is 180 ° C. Since PES is also coated at high temperature, nickel plating was applied as a countermeasure against copper damage. The coating thickness is 300 μm.

【0066】本実施例では、コイルの絶縁材にPESを
使用したことにより、ETFE以上の絶縁特性と、より
高い耐熱性を実現できる。
In the present embodiment, since PES is used as the insulating material of the coil, it is possible to realize the insulation characteristic equal to or higher than ETFE and higher heat resistance.

【0067】図3は、回転機の稼働時間と上述したいく
つかの実施例における冷媒の温度をグラフ化した冷却性
能試験である。比較する従来例として、冷媒として油圧
作動油を使用したものと、冷媒として水を使用し、コイ
ル銅線の被覆としてフッ素樹脂(ETFE)を用いたも
のを併記した。
FIG. 3 is a cooling performance test in which the operating time of the rotating machine and the temperature of the refrigerant in some of the examples described above are graphed. As conventional examples for comparison, one using hydraulic oil as the refrigerant and one using water as the refrigerant and fluororesin (ETFE) as the coating of the coil copper wire are also shown.

【0068】冷却性能試験を行った実施例は、実施例1
の冷媒に有機系熱媒体油を用いた回転機、実施例2の冷
媒にフッ素系不活性液体を用いた回転機、実施例3の冷
媒にフッ素系熱媒体油を用いた回転機、実施例4の冷媒
に水を用い、フッ素樹脂(PFA)で被覆した電線をコ
イルに用いた回転機、実施例5の冷媒に水を用い、フッ
素樹脂(FEP)で被覆した電線をコイルに用いた回転
機、以上5つである。
The example in which the cooling performance test was performed is the same as Example 1.
A rotary machine using an organic heat carrier oil as a refrigerant, a rotary machine using a fluorine-based inert liquid as a refrigerant in Example 2, a rotary machine using a fluorine heat carrier oil as a refrigerant in Example 3, and an example. Rotating machine using water as the refrigerant of 4 and using the electric wire coated with fluororesin (PFA) for the coil, rotation using water as the refrigerant of Example 5 and using electric wire coated with the fluororesin (FEP) for the coil There are five or more machines.

【0069】図3のグラフに示すように、実施例1、
2、3は従来の冷媒である油圧作動油に比べ動粘度が低
いため、既存の冷却装置にそのまま適用するだけで流量
が増えるため、冷却性能を向上させることが出来た。
又、実施例4、5は水を冷媒として用いており、油圧作
動油と比べると動粘度が低く熱容量も大きい。コイルの
絶縁構成に耐水性、耐熱性及び電気絶縁性の優れるフッ
素系樹脂PFA、FEPを用いた被覆銅線を用いること
で、冷却性能を向上させることが出来た。
As shown in the graph of FIG.
Since Nos. 2 and 3 have lower kinematic viscosities than hydraulic fluids that are conventional refrigerants, the flow rate is increased by simply applying them to existing cooling devices, so that the cooling performance can be improved.
Further, in Examples 4 and 5, water is used as the refrigerant, and the kinematic viscosity is low and the heat capacity is large as compared with the hydraulic fluid. Cooling performance could be improved by using a coated copper wire made of fluorine-based resin PFA or FEP having excellent water resistance, heat resistance, and electrical insulation for the coil insulation structure.

【0070】図3のグラフでは、回転機稼動時間と冷媒
温度の関係は、単純に冷媒の粘度が低ければ低いほど冷
却能力が良くなるというわけではないことが分かる。こ
れは、冷媒の熱容量や熱伝導なども影響しているためで
ある。
In the graph of FIG. 3, it is understood that the relationship between the rotary machine operating time and the refrigerant temperature does not mean that the lower the viscosity of the refrigerant is, the better the cooling capacity is. This is because the heat capacity and heat conduction of the refrigerant also affect.

【0071】[0071]

【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、冷媒を内
部に循環させて冷却を行う液循環冷却式回転機におい
て、前記冷媒を低粘度不活性液体とした構成であるの
で、従来の回転機の構成を変更することなく、冷媒の流
量を増やすことで冷却性能を向上させることができ、回
転機の小型化が可能となる。
According to the first aspect of the present invention, in a liquid circulation cooling type rotary machine that circulates a cooling medium for cooling, the cooling medium is a low viscosity inert liquid. The cooling performance can be improved by increasing the flow rate of the refrigerant without changing the configuration of the rotating machine, and the rotating machine can be downsized.

【0072】請求項2乃至請求項3に係る発明によれ
ば、前記低粘度不活性液体をフッ素系熱媒体油又はフッ
素系不活性液とした構成であるので、回転機の冷却性能
を向上させることができ、回転機の小型化が可能とな
り、更に冷媒に引火点がなく、火災の危険性が無くな
る。
According to the inventions of claims 2 to 3, since the low-viscosity inert liquid is a fluorine-based heat carrier oil or a fluorine-based inert liquid, the cooling performance of the rotating machine is improved. Therefore, the rotating machine can be downsized, and the refrigerant has no flash point, eliminating the risk of fire.

【0073】請求項4に係る発明によれば、冷媒を内部
に循環させて冷却を行う液循環冷却式回転機において、
前記冷媒を水とし、回転機内部のコイルを構成する導線
が耐熱性、耐水性及び絶縁性のある材料で被覆された構
成であるので、排熱能力の優れた水を冷媒として用いて
冷却性能を向上させることができ、回転機の小型化が可
能となる。
According to the invention of claim 4, in a liquid circulation cooling type rotary machine for cooling by circulating a refrigerant inside,
Since the refrigerant is water and the conductors forming the coils inside the rotating machine are covered with a material having heat resistance, water resistance and insulation, cooling performance using water with excellent heat discharge capacity as a refrigerant Can be improved, and the size of the rotating machine can be reduced.

【0074】請求項5に係る発明によれば、前記耐熱
性、耐水性及び絶縁性のある材料が真空中で前記導線に
被覆されたものであるので、銅害対策が不要となり、コ
イルをより短時間かつ低コストで作製することができ
る。
According to the invention of claim 5, since the conductive wire is covered with the heat-resistant, water-resistant and insulating material in a vacuum, no countermeasure against copper damage is required, and the coil can be more effectively removed. It can be manufactured in a short time and at low cost.

【0075】請求項6に係る発明によれば、前記耐熱
性、耐水性及び絶縁性のある材料をフッ素系樹脂とした
構成であるので、冷媒として水を使用することが可能と
なり、回転機の冷却性能を向上させることができ、回転
機の小型化が可能となる。又、フッ素系樹脂は滑り性に
優れているため、ステータへのコイルの挿入が容易にな
り、作業性が向上し、更に耐摩耗性も優れているため、
フッ素系樹脂の被覆の損傷を押さえられ、コイル絶縁の
長期信頼性も向上する。
According to the invention of claim 6, since the heat-resistant, water-resistant and insulating material is made of a fluororesin, it is possible to use water as a refrigerant, and the rotary machine The cooling performance can be improved and the rotating machine can be downsized. In addition, since the fluororesin is excellent in slipperiness, it is easy to insert the coil into the stator, the workability is improved, and the wear resistance is also excellent.
Damage to the fluorine resin coating can be suppressed, and long-term reliability of coil insulation can be improved.

【0076】請求項7に係る発明によれば、前記フッ素
系樹脂をテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体とした構成であるので、回転機を高温ま
で使用することができ、回転機の小型化及び高出力化が
可能となる。
According to the invention of claim 7, since the fluororesin is a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, the rotating machine can be used at high temperatures, and the rotating machine can be made compact. And higher output are possible.

【0077】請求項8に係る発明によれば、前記フッ素
系樹脂をテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体とした構成であるので、回転
機をより高温まで使用することができ、更に回転機の小
型化及び高出力化が可能となる。
According to the invention of claim 8, since the fluororesin is a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, the rotating machine can be used at a higher temperature, and the rotating machine can be further rotated. It is possible to downsize the machine and increase the output.

【0078】請求項9に係る発明によれば、前記フッ素
系樹脂をクロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合
体とした構成であるので、回転機を高温まで使用するこ
とができ、回転機の小型化及び高出力化が可能となる。
又、密着強度が経時変化しないため、被覆の剥離等を大
幅に押さえることができ、コイル絶縁の長期信頼性を向
上させることができる。
According to the invention of claim 9, since the fluororesin is a chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer, the rotating machine can be used up to a high temperature, and the rotating machine can be miniaturized. Also, higher output is possible.
Further, since the adhesion strength does not change with time, peeling of the coating can be significantly suppressed and the long-term reliability of coil insulation can be improved.

【0079】請求項10に係る発明によれば、前記耐熱
性、耐水性及び絶縁性のある材料を、ポリイミド等の耐
熱性樹脂にポリテトラフルオロエチレン粒子を混合した
変性系フッ素樹脂材料とした構成であるので、コイルの
耐熱性、耐水性及び絶縁性を低コストで実現できる。
According to the tenth aspect of the invention, the heat resistant, water resistant and insulating material is a modified fluororesin material obtained by mixing polytetrafluoroethylene particles in a heat resistant resin such as polyimide. Therefore, heat resistance, water resistance and insulation of the coil can be realized at low cost.

【0080】請求項11乃至請求項12に係る発明によ
れば、前記耐熱性、耐水性及び絶縁性のある材料をポリ
エーテルエーテルケトン又はポリエーテルサルフォンと
した構成であるので、従来のコイルの絶縁材に比較し
て、より高い耐熱性、より高い絶縁性を実現できる。
According to the eleventh to twelfth aspects of the present invention, since the material having heat resistance, water resistance and insulation is polyether ether ketone or polyether sulfone, the conventional coil Higher heat resistance and higher insulation can be achieved compared to insulating materials.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る実施形態の一例を示す耐熱・耐水
・絶縁電線の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat-resistant / water-resistant / insulated electric wire showing an example of an embodiment according to the present invention.

【図2】本発明に係る実施形態の他の一例を示す耐熱・
耐水・絶縁電線の断面図である。
FIG. 2 is a heat resistance diagram showing another example of the embodiment according to the present invention.
It is sectional drawing of a water resistant / insulated electric wire.

【図3】回転機の稼働時間に対する本発明に係る実施例
と比較例の冷媒の温度のグラフである。
FIG. 3 is a graph of the temperatures of the refrigerants of Examples and Comparative Examples according to the present invention with respect to the operating time of the rotating machine.

【図4】従来の油冷式の回転機の構造の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of a structure of a conventional oil-cooled rotary machine.

【図5】従来の水冷式の回転機の構造の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of a structure of a conventional water-cooled rotary machine.

【図6】従来の耐水銅線の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a conventional waterproof copper wire.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 銅線 2 ニッケルメッキ 3a FEP樹脂 3b PFA樹脂 1 copper wire 2 Nickel plating 3a FEP resin 3b PFA resin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H603 AA13 AA17 BB01 CA01 CB01 CB22 CE13 FA05 FA16 FB07 5H604 AA02 BB01 BB14 CC01 CC11 DA14 PA07 PB01 PE01 5H609 BB01 PP02 PP06 PP07 QQ01 QQ04 QQ10 QQ13 RR01 RR46   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5H603 AA13 AA17 BB01 CA01 CB01                       CB22 CE13 FA05 FA16 FB07                 5H604 AA02 BB01 BB14 CC01 CC11                       DA14 PA07 PB01 PE01                 5H609 BB01 PP02 PP06 PP07 QQ01                       QQ04 QQ10 QQ13 RR01 RR46

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 冷媒を内部に循環させて冷却を行う液
循環冷却式回転機において、前記冷媒を低粘度不活性液
体としたことを特徴とする液循環冷却式回転機。
1. A liquid circulation cooling type rotary machine for cooling by circulating a refrigerant inside, wherein the refrigerant is a low viscosity inert liquid.
【請求項2】 請求項1記載の液循環冷却式回転機に
おいて、前記低粘度不活性液体をフッ素系熱媒体油とし
たこと特徴とする液循環冷却式回転機。
2. The liquid circulation cooling rotary machine according to claim 1, wherein the low-viscosity inert liquid is a fluorine-based heat transfer medium oil.
【請求項3】 請求項1記載の液循環冷却式回転機に
おいて、前記低粘度不活性液体をフッ素系不活性液体と
したこと特徴とする液循環冷却式回転機。
3. The liquid circulation cooling rotary machine according to claim 1, wherein the low viscosity inert liquid is a fluorine-based inert liquid.
【請求項4】 冷媒を内部に循環させて冷却を行う液
循環冷却式回転機において、前記冷媒を水とし、回転機
内部のコイルを構成する導線が耐熱性、耐水性及び絶縁
性のある材料で被覆されたことを特徴とする液循環冷却
式回転機。
4. A liquid circulation cooling type rotary machine which circulates a cooling medium for cooling, wherein the cooling medium is water, and a wire forming a coil inside the rotating machine has heat resistance, water resistance and insulation. A liquid circulation cooling type rotary machine characterized by being coated with.
【請求項5】 請求項4記載の液循環冷却式回転機に
おいて、前記耐熱性、耐水性及び絶縁性のある材料が真
空中で前記導線に被覆されたものであることを特徴とす
る液循環冷却式回転機。
5. The liquid circulation cooling rotary machine according to claim 4, wherein the material having heat resistance, water resistance and insulation is coated on the conductor in vacuum. Cooling type rotating machine.
【請求項6】 請求項4又は請求項5記載の液循環冷
却式回転機において、前記耐熱性、耐水性及び絶縁性の
ある材料をフッ素系樹脂としたことを特徴とする液循環
冷却式回転機。
6. The liquid circulation cooling type rotary machine according to claim 4 or 5, wherein the material having heat resistance, water resistance and insulation is a fluorine resin. Machine.
【請求項7】 請求項6記載の液循環冷却式回転機に
おいて、前記フッ素系樹脂をテトラフルオロエチレン−
ヘキサフルオロプロピレン共重合体としたことを特徴と
する液循環冷却式回転機。
7. The liquid circulation cooling type rotating machine according to claim 6, wherein the fluororesin is tetrafluoroethylene-
A liquid circulation cooling type rotary machine characterized by being a hexafluoropropylene copolymer.
【請求項8】 請求項6記載の液循環冷却式回転機に
おいて、前記フッ素系樹脂をテトラフルオロエチレン−
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体としたこ
とを特徴とする液循環冷却式回転機。
8. The liquid circulation cooling type rotating machine according to claim 6, wherein the fluororesin is tetrafluoroethylene-
A liquid circulation cooling type rotary machine characterized by being a perfluoroalkyl vinyl ether copolymer.
【請求項9】 請求項6記載の液循環冷却式回転機に
おいて、前記フッ素系樹脂をクロロトリフルオロエチレ
ン−エチレン共重合体としたことを特徴とする液循環冷
却式回転機。
9. The liquid circulation cooling type rotary machine according to claim 6, wherein the fluororesin is a chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer.
【請求項10】 請求項4記載の液循環冷却式回転機
において、前記耐熱性、耐水性及び絶縁性のある材料
を、ポリイミド等の耐熱性樹脂にポリテトラフルオロエ
チレン粒子を混合した変性系フッ素樹脂材料としたこと
を特徴とする液循環冷却式回転機。
10. The liquid circulation cooling type rotary machine according to claim 4, wherein the heat resistant, water resistant and insulating material is a modified fluorine obtained by mixing a polytetrafluoroethylene particle with a heat resistant resin such as polyimide. Liquid circulation cooling type rotary machine characterized by using a resin material.
【請求項11】 請求項4記載の液循環冷却式回転機
において、前記耐熱性、耐水性及び絶縁性のある材料を
ポリエーテルエーテルケトンとしたことを特徴とする液
循環冷却式回転機。
11. The liquid circulation cooling type rotary machine according to claim 4, wherein the material having heat resistance, water resistance and insulation is polyetheretherketone.
【請求項12】 請求項4記載の液循環冷却式回転機
において、前記耐熱性、耐水性及び絶縁性のある材料を
ポリエーテルサルフォンとしたことを特徴とする液循環
冷却式回転機。
12. The liquid circulation cooling type rotary machine according to claim 4, wherein the material having heat resistance, water resistance and insulation is polyether sulfone.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007255805A (en) * 2006-03-24 2007-10-04 Chugoku Electric Power Co Inc:The Wiring structure of heater for vacuum pump device
JP2008118780A (en) * 2006-11-06 2008-05-22 Meidensha Corp Insulating method for rotating machine, and water-cooled rotating machine
KR101151388B1 (en) 2008-01-11 2012-06-11 가부시끼가이샤 도시바 Underwater-driven motor assembly
JP2013183559A (en) * 2012-03-02 2013-09-12 Toyota Motor Corp Slip ring device
JP2020083429A (en) * 2018-11-29 2020-06-04 共同印刷株式会社 Packaging bag

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007255805A (en) * 2006-03-24 2007-10-04 Chugoku Electric Power Co Inc:The Wiring structure of heater for vacuum pump device
JP2008118780A (en) * 2006-11-06 2008-05-22 Meidensha Corp Insulating method for rotating machine, and water-cooled rotating machine
KR101151388B1 (en) 2008-01-11 2012-06-11 가부시끼가이샤 도시바 Underwater-driven motor assembly
JP2013183559A (en) * 2012-03-02 2013-09-12 Toyota Motor Corp Slip ring device
JP2020083429A (en) * 2018-11-29 2020-06-04 共同印刷株式会社 Packaging bag

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