JP2006333596A

JP2006333596A - 回転電機用冷却装置

Info

Publication number: JP2006333596A
Application number: JP2005151906A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Matsuura; 秀実松浦
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】ラジアルファンとアキシャルファンの問題点を改善し、冷却性能が高く、騒音の小さい回転電機用冷却装置を提供する。
【解決手段】回転電機１０の後方に前記回転電機１０を冷却するラジアルファン１５とアキシャルファン１４を設置し、前記ラジアルファン１５と前記アキシャルファン１４とを一体化した。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機等を冷却するための冷却装置に関する。

電動機及び発電機等の回転電機を冷却するために用いられている自力式ファンには、一般的に、ラジアルファンとアキシャルファンの２種類がある。ラジアルファンは正転と逆転の両方向の回転が可能であるという特徴がある。また、アキシャルファンは冷却性能が高く、騒音が小さいという特徴がある。ラジアルファンを用いた回転電機用冷却装置の一例が下記特許文献１及び特許文献２に開示されている。

特開平９−２１５２７１号公報特開平８−１０７６５３号公報

しかしながら、ラジアルファンにはアキシャルファンと比べ、冷却性能が低く、騒音も大きいという問題がある。また、アキシャルファンには送風方向が羽根の回転方向により決定されてしまい正転と逆転の回転を切り換えて行うことができず、羽根の回転方向に応じて２種類の異なる形状の羽根を用意する必要があるという問題がある。

これらのことから、本発明は、ラジアルファンとアキシャルファンの問題点を改善し、冷却性能が高く、騒音の小さい回転電機用冷却装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明（請求項１に対応）に係る回転電機用冷却装置は、回転電機の後方に前記回転電機を冷却するラジアルファンとアキシャルファンを設置し、前記ラジアルファンと前記アキシャルファンとを一体化したことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第２の発明（請求項２に対応）に係る回転電機用冷却装置は、第１の発明に記載する回転電機用冷却装置において、前記ラジアルファンの外径を、前記アキシャルファンの外径よりも小径としたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第３の発明（請求項３に対応）に係る回転電機用冷却装置は、第１の発明又は第２の発明に記載する回転電機用冷却装置において、前記ラジアルファンにより発生する風量を、前記アキシャルファンにより発生する風量よりも多くしたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第４の発明（請求項４に対応）に係る回転電機用冷却装置は、第１の発明ないし第３の発明に記載する回転電機用冷却装置において、前記ラジアルファンと前記アキシャルファンとを覆うファンカバーを設け、前記ファンカバーの後方側の側面の中心軸近傍に通風孔を設けたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第５の発明（請求項５に対応）に係る回転電機用冷却装置は、第１の発明ないし第４の発明に記載する回転電機用冷却装置において、前記ラジアルファンの上方に、前記ラジアルファンにより発生する風を前記回転電機側に流すラジアルファンガイドを設けたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第６の発明（請求項６に対応）に係る回転電機用冷却装置は、第１の発明ないし第５の発明に記載する回転電機用冷却装置において、前記ファンカバーと前記ラジアルファンガイドとを一体化したことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第７の発明（請求項７に対応）に係る回転電機用冷却装置は、第１の発明ないし第６の発明に記載する回転電機用冷却装置において、前記アキシャルファンの上方に、前記アキシャルファンにより発生する風を前記回転電機側に流すアキシャルファンガイドを設けたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第８の発明（請求項８に対応）に係る回転電機用冷却装置は、第１の発明ないし第７の発明に記載する回転電機用冷却装置において、前記ファンカバーの形状を、前記ファンカバー内部の圧力が場所によって異なるような形状としたことを特徴とする。

第１の発明によれば、回転電機の後方に回転電機を冷却するラジアルファンとアキシャルファンを設置し、ラジアルファンとアキシャルファンとを一体化したことにより、空気を効率よく回転電機側に送風することができる。これにより、冷却性能が高く、騒音の少ない回転電機用冷却装置を実現することができる。

第２の発明によれば、ラジアルファンの外径を、アキシャルファンの外径よりも小径としたことにより、通風孔から導入した空気の流れをラジアルファンが妨げることがない。これにより、冷却性能が高く、騒音の少ない回転電機用冷却装置を実現することができる。

第３の発明によれば、ラジアルファンにより発生する風量を、アキシャルファンにより発生する風量よりも多くしたことにより、空気を効率よく回転電機側に送風することができる。これにより、冷却性能が高く、騒音の少ない回転電機用冷却装置を実現することができる。

第４の発明によれば、ラジアルファンとアキシャルファンとを覆うファンカバーを設け、ファンカバーの後方側の側面の中心軸近傍に通風孔を設けたことにより、アキシャルファン及びラジアルファンに効果的により多くの空気が送り込まれるため、アキシャルファン及びラジアルファンを効率的に稼動させることができる。これにより、冷却性能が高く、騒音の少ない回転電機用冷却装置を実現することができる。

第５の発明によれば、ラジアルファンの上方に、ラジアルファンにより発生する風を回転電機側に流すラジアルファンガイドを設けたことにより、ラジアルファンの送風効率をより高めることができる。そのため、ラジアルファンにより径方向外側に向けて送風された空気を効率よく回転電機側に送風することができる。これにより、冷却性能が高く、騒音の少ない回転電機用冷却装置を実現することができる。

第６の発明によれば、ファンカバーとラジアルファンガイドとを一体化したことにより、使用する部品の点数を減らすことができ、また、組み立てのための手間を省くことができるので、コストを削減することができる。

第７の発明によれば、アキシャルファンの上方に、アキシャルファンにより発生する風を回転電機側に流すアキシャルファンガイドを設けたことにより、アキシャルファンの送風効率をより高めることができる。そのため、アキシャルファンにより径方向外側に向けて送風された空気を効率よく回転電機側に送風することができる。これにより、冷却性能が高く、騒音の少ない回転電機用冷却装置を実現することができる。

第８の発明によれば、ファンカバーの形状を、ファンカバー内部の圧力が場所によって異なるような形状としたことにより、アキシャルファンの羽根が正転の場合、又は、逆転の場合であっても効率よくケーシング側に送風することができる。これにより、冷却性能が高い回転電機用冷却装置を実現することができる。

本発明に係る回転電機用冷却装置の実施例について図１から図６を用いて説明する。図１は第１の実施例に係る回転電機用冷却装置、図２は第１の実施例に係る回転電機用冷却装置の正転時の送風方向、図３は第１の実施例に係る回転電機用冷却装置の逆転時の送風方向、図４は第２の実施例に係る回転電機用冷却装置、図５は第３の実施例に係る回転電機用冷却装置、図６は第４の実施例に係る回転電機用冷却装置である。また、各図面とも一点鎖線を回転電機の回転軸とし、一点鎖線よりも上方には回転電機の回転軸上での断面図を示し、一点鎖線よりも下方には側面図を示す。さらに、図２から図６中の矢印は空気の流れを示す。

本実施例に係る回転電機用冷却装置の構造について説明する。図１に示すように、回転電機１０の本体はケーシング１１により覆われている。ケーシング１１は外側に冷却用のヒートシンク１２が設けられている。回転電機１０の出力軸方向と反対側の軸方向後方に、回転電機１０の後端部から後方に延びるブラケット１３を設ける。

ブラケット１３の上部の回転電機１０側にアキシャルファン１４を設置し、アキシャルファン１４の後方にラジアルファン１５を設置する。この際、ラジアルファン１５の外径を、アキシャルファン１４の外径よりも小径にする。また、ラジアルファン１５により発生する風量を、アキシャルファン１４により発生する風量よりも多くする。

アキシャルファン１４は、アキシャルファン１４の羽根（図示せず）の回転軸が回転電機１０の軸方向と平行になるように設置する。また、ラジアルファン１５は、ラジアルファン１５の羽根（図示せず）の回転軸が回転電機１０の軸方向と垂直になるように設置する。以上のように、アキシャルファン１４とラジアルファン１５を設置して一体ファン１６を構成する。

一体ファン１６の外側に、一体ファン１６を覆うように略カップ状のファンカバー１７を設置する。ファンカバー１７の開口部はケーシング１１の後端部の側面と略同じ径となっている。ファンカバー１７の後方側の側面の中心付近には、空気が通れるような通風孔１８が設けられている。また、ファンカバー１７の内側の角部にはラジアルファン１５の送風効率を高めるためのラジアルファンガイド１９を設置する。

以下、本実施例に記載する回転電機用冷却装置の送風方向について説明する。図２に示すように、アキシャルファン１４の羽根が正転している場合、空気は通風孔１８から導入され、導入された空気はラジアルファン１５により径方向外側に向けて送風される。この径方向外側に向けて送風された空気の一部はラジアルファンガイド１９に衝突し、ケーシング１１側への気流を形成する。

また、通風孔１８から導入された空気の一部と、ラジアルファン１５により径方向外側に向けて送風された空気の一部は、アキシャルファン１４によりケーシング側１１へと送風される。

図３に示すように、アキシャルファン１４の羽根が逆転している場合、空気は通風孔１８から導入され、導入された空気はラジアルファン１５により径方向外側に向けて送風される。この径方向外側に向けて送風された空気の一部はラジアルファンガイド１９に衝突し、ケーシング１１側への気流を形成する。また、通風孔１８から導入された空気の一部もアキシャルファン１４によりラジアルファン１５に送風される。

本実施例に係る回転電機用冷却装置は、ラジアルファン１５により径方向外側に向けて送風された空気を効率よくケーシング１１側に送風することができる。また、ラジアルファン１５の径がアキシャルファン１４の径よりも小さいため、通風孔１８から導入した空気の流れをラジアルファン１５が妨げることがない。

また、ラジアルファン１５により発生する風量を、アキシャルファン１４により発生する風量よりも多くしたため、空気を効率よくケーシング１１側に送風することができる。また、ファンカバー１７の通風孔１８を前記ファンカバー１７の中心軸近傍に設けたため、アキシャルファン１４及びラジアルファン１５を効率的に稼動させることができる。

また、ラジアルファンガイド１９を設けたことにより、ラジアルファン１５の送風効率をより高めることができる。そのため、ラジアルファン１５により径方向外側に向けて送風された空気を効率よくケーシング１１側に送風することができる。これらにより、冷却性能が高く、騒音の少ない回転電機用冷却装置を実現することができる。

本実施例に係る回転電機用冷却装置では、ラジアルファン１５の送風効率を高めるためのラジアルファンガイド１９とファンカバー１７とを一体化した。図４に示すように、ファンカバー２０の後部の形状を略球形として半球状ファンカバー２０とする。

通風孔１８から導入された空気はラジアルファン１５により径方向外側に向けて送風され、この径方向外側に向けて送風された空気の一部は半球状ファンカバー２０の曲面をなしている内壁に衝突し、ケーシング側１１へと送風される。

本実施例に係る回転電機用冷却装置は、ラジアルファン１５により径方向外側に向けて送風された空気を効率よくケーシング１１側に送風することができる。これにより、冷却性能が高く、騒音の少ない回転電機用冷却装置を実現することができる。また、ラジアルファンガイド１９とファンカバー１７とを一体化したことにより、使用する部品の点数を減らすことができ、また、組み立てのための手間を省くことができるので、コストを削減することができる。

本実施例に係る回転電機用冷却装置では、アキシャルファン１４の送風効率を高めるためのガイドを設置した。図５に示すように、一体ファン１６の上方にアキシャルファンガイド２１を設置した。

通風孔１８から導入された空気はラジアルファン１５により径方向外側に向けて送風され、この径方向外側に向けて送風された空気の一部は、アキシャルファンガイド２１に設けた開口部２２を通り抜け、ケーシング側１１へと送風される。また、通風孔１８から導入された空気の一部と、ラジアルファン１５により径方向外側に向けて送風された空気の一部は、アキシャルファン１４によりケーシング１１側に送風される。

本実施例に係る回転電機用冷却装置は、アキシャルファンガイド２１を設けたことにより、アキシャルファン１４の送風効率をより高めることができる。そのため、アキシャルファン１４により軸方向に向けて送風された空気を効率よくケーシング１１側に送風することができる。これにより、冷却性能が高く、騒音の少ない回転電機用冷却装置を実現することができる。

本実施例に係る回転電機用冷却装置では、ファンカバー２３の形状を、ファンカバー２３内部の圧力が場所によって異なるような形状とすることで、空気の流れの改善を行った。図６に示すように、ファンカバー２３の後部側面に凸部２４を設け凸状ファンカバー２３とし、凸状ファンカバー２３とラジアルファンガイド１９とを一体とした。また、通風孔１８を後方の凸部２４の側面と上下面に設けた。

通風孔１８から導入された空気はラジアルファン１５により径方向外側に向けて送風され、この径方向外側に向けて送風された空気の一部は、凸状ファンカバー２３の傾斜している内壁に衝突し、ケーシング側１１へと送風される。また、通風孔１８から導入された空気の一部と、ラジアルファン１５により径方向外側に向けて送風された空気の一部は、アキシャルファン１４によりケーシング側１１へと送風される。

本実施例に係る回転電機用冷却装置は、凸状ファンカバー２３の形状を、凸状ファンカバー２３内部の圧力が場所によって異なるような形状としたことにより、アキシャルファン１４の羽根が正転の場合、又は、逆転の場合であっても効率よくケーシング側１１に送風することができる。これにより、冷却性能が高く、騒音の少ない回転電機用冷却装置を実現することができる。

また、ラジアルファンガイド１９と凸状ファンカバー２３とを一体化したことにより、使用する部品点数を減らすことができ、また、組み立てのための手間を省くことができるので、コストを削減することができる。

本発明は、冷却性能が高く、騒音の小さい回転電機用冷却装置が要求される場合に有効である。

第１の実施例に係る回転電機用冷却装置である。第１の実施例に係る回転電機用冷却装置の正転時の送風方向である。第１の実施例に係る回転電機用冷却装置の逆転時の送風方向である。第２の実施例に係る回転電機用冷却装置である。第３の実施例に係る回転電機用冷却装置である。第４の実施例に係る回転電機用冷却装置である。

符号の説明

１０回転電機
１１ケーシング
１２ヒートシンク
１３ブラケット
１４アキシャルファン
１５ラジアルファン
１６一体ファン
１７ファンカバー
１８通風孔
１９ラジアルファンガイド
２０半球状ファンカバー
２１アキシャルファンガイド
２２開口部
２３凸状ファンカバー
２４凸部

Claims

回転電機の後方に前記回転電機を冷却するラジアルファンとアキシャルファンを設置し、
前記ラジアルファンと前記アキシャルファンとを一体化した
ことを特徴とする回転電機用冷却装置。
請求項１に記載する回転電機用冷却装置において、
前記ラジアルファンの外径を、前記アキシャルファンの外径よりも小径とした
ことを特徴とする回転電機用冷却装置。
請求項１又は請求項２に記載する回転電機用冷却装置において、
前記ラジアルファンにより発生する風量を、前記アキシャルファンにより発生する風量よりも多くした
ことを特徴とする回転電機用冷却装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載する回転電機用冷却装置において、
前記ラジアルファンと前記アキシャルファンとを覆うファンカバーを設け、
前記ファンカバーの後方側の側面の中心軸近傍に通風孔を設けた
ことを特徴とする回転電機用冷却装置。
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載する回転電機用冷却装置において、
前記ラジアルファンの上方に、前記ラジアルファンにより発生する風を前記回転電機側に流すラジアルファンガイドを設けた
ことを特徴とする回転電機用冷却装置。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載する回転電機用冷却装置において、
前記ファンカバーと前記ラジアルファンガイドとを一体化した
ことを特徴とする回転電機用冷却装置。
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載する回転電機用冷却装置において、
前記アキシャルファンの上方に、前記アキシャルファンにより発生する風を前記回転電機側に流すアキシャルファンガイドを設けた
ことを特徴とする回転電機用冷却装置。
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載する回転電機用冷却装置において、
前記ファンカバーの形状を、前記ファンカバー内部の圧力が場所によって異なるような形状とした
ことを特徴とする回転電機用冷却装置。