JP2007215307A - 回転電機の冷却機構及び冷却方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡単な構造かつ低コストで、冷却効果を飛躍的に増大させた回転電機の冷却機構及び冷却方法を提供する。
【解決手段】 回転電機10の冷却機構は、冷却油Lの給油口22が設けられたケーシング20と、冷却油Lの給油口22に連通する冷却油の径方向のダクト32が形成されたステータ30とを備え、ステータ30に形成されたダクト32から供給される冷却油Lにより、ロータ外周面40aを冷却するように構成した。
回転電機10の冷却方法は、ステータ30とロータ40間のエアーギャップGに冷却油Lを供給することにより、ステータコイル36をも冷却するように構成した。
【選択図】 図1
【解決手段】 回転電機10の冷却機構は、冷却油Lの給油口22が設けられたケーシング20と、冷却油Lの給油口22に連通する冷却油の径方向のダクト32が形成されたステータ30とを備え、ステータ30に形成されたダクト32から供給される冷却油Lにより、ロータ外周面40aを冷却するように構成した。
回転電機10の冷却方法は、ステータ30とロータ40間のエアーギャップGに冷却油Lを供給することにより、ステータコイル36をも冷却するように構成した。
【選択図】 図1
Description
本発明は、回転電機の冷却機構及び冷却方法に係り、特に、低コストで、冷却効果を飛躍的に増大させた回転電機の冷却機構及び冷却方法の改良に関する。
発電機や電動機の冷却機構の例としては、特許文献1に発電機の冷却機構について、また、特許文献2には高速回転電動機の冷却機構について開示されている。
また、実用に共されている従来の電動機等の冷却機構では、以下、従来例1及び2について、それぞれ、図3及び図4を用いて説明する。
また、実用に共されている従来の電動機等の冷却機構では、以下、従来例1及び2について、それぞれ、図3及び図4を用いて説明する。
先ず、従来例1として、主に、試験装置用ダイナモに使用されている電動機の冷却機構について、図3を用いて説明する。
図3は、従来例1の電動機の冷却機構を説明するための一部裁断側面図である。
図3は、従来例1の電動機の冷却機構を説明するための一部裁断側面図である。
図3に示すように、この従来の電動機100は、主要構成として、ステータ110、ロータ120、回転軸130を備えている。
この構成において、ステータ110の冷却機構は、ステータコア116の外周に冷却油Lを供給するとともに、冷却油Lを注入口112から注入し、噴射機構118によりこの冷却油Lをスプレーすることにより、ステータコイルのコイルエンド114を冷却している。
この構成において、ステータ110の冷却機構は、ステータコア116の外周に冷却油Lを供給するとともに、冷却油Lを注入口112から注入し、噴射機構118によりこの冷却油Lをスプレーすることにより、ステータコイルのコイルエンド114を冷却している。
また、ロータ120については、回転軸130内に、図示しない軸中穴を形成し、図3に示すように、反軸端側に設けた注入口122から冷却油Lを注入し、ダイナモ内に排出することにより、冷却するようにしている。
次に、従来例2として、工業用冷凍機に使用されている電動機の冷却機構について、図4を用いて説明する。
図4は、従来例2の電動機の冷却機構を説明するための側面図である。
図4は、従来例2の電動機の冷却機構を説明するための側面図である。
図4に示すように、この従来の電動機200は、主要構成として、ステータ210、ロータ220、回転軸230を備えている。
この構成において、ステータ210の冷却機構は、ステータコア212の外周にフレオン液Fを供給するとともに、ステータコイルのコイルエンド214はこのフレオン液Fをスプレー状に噴射することにより冷却している。
この構成において、ステータ210の冷却機構は、ステータコア212の外周にフレオン液Fを供給するとともに、ステータコイルのコイルエンド214はこのフレオン液Fをスプレー状に噴射することにより冷却している。
また、ロータ220については、図4に示すように、ステータ210に設けたダクト部216からフレオン液Fをロータ220の外周面に向けて流し込み、ロータ220の外周面をフレオン液が流れることにより冷却するようにしている。
ところで、上記従来例1及び2には次のような問題点が存在する。
先ず、従来例1では、ロータ120を冷却する冷却油Lは、回転軸130の中央に形成された軸中穴を流れるために、発熱体であるロータバー及びエンドリングから遠く、冷却効果が低い。
先ず、従来例1では、ロータ120を冷却する冷却油Lは、回転軸130の中央に形成された軸中穴を流れるために、発熱体であるロータバー及びエンドリングから遠く、冷却効果が低い。
このため、ロータ温度が過大に上昇し、軸受焼損事故が発生する恐れがある。
また、ダイナモ軸の片端には、必ず冷却油Lの注入口が必要なため、両軸出しのダイナモには対応できない(図3参照)。
また、ダイナモ軸の片端には、必ず冷却油Lの注入口が必要なため、両軸出しのダイナモには対応できない(図3参照)。
次に、従来例2では、冷媒であるフレオン液Fは、冷凍機の一部を分流させているものであるが、一般には、フレオン液Fは入手し難く、更に、圧縮機も必要となりコストが増大する(図4参照)。
本発明は、上記課題(問題点)を解決し、簡単な構造かつ低コストで、冷却効果を飛躍的に増大させた回転電機の冷却機構及び冷却方法を提供することを目的とする。
本発明の回転電機の冷却機構は、請求項1に記載のものでは、冷却油の給油口が設けられたケーシングと、前記冷却油の給油口に連通する前記冷却油の径方向のダクトが形成されたステータとを備え、前記ステータに形成されたダクトから供給される冷却油により、ロータ外周面を冷却するように構成した。
本発明の請求項2記載の回転電機の冷却機構は、前記回転電機のロータは、外形寸法が、ロータ中央近辺の外径よりもロータ両端近辺での外径の方が大である構成とした。
本発明の回転電機の冷却方法は、請求項3に記載のものでは、請求項1又は2に記載の回転電機の冷却機構において、前記ステータと前記ロータ間のエアーギャップに冷却油を供給することにより、ステータコイルをも冷却するように構成した。
本発明の回転電機の冷却機構は、上記のように構成したために、以下のような優れた効果を有する。
(1)請求項1に記載したように構成すると、ステータコアのダクトを通った冷却油はロータ外周面を冷却し、発熱体に近い部位を冷却できるため、低コストで、冷却効率が飛躍的に向上する。
(1)請求項1に記載したように構成すると、ステータコアのダクトを通った冷却油はロータ外周面を冷却し、発熱体に近い部位を冷却できるため、低コストで、冷却効率が飛躍的に向上する。
(2)請求項2に記載したように構成すると、ロータが冷却油に作用させる遠心力に関して、両端の遠心力を大きくすることができるので、冷却油の排出を効率よく行うことができるようになる。
本発明の回転電機の冷却方法は、上記のように構成したために、以下のような優れた効果を有する。
(3)請求項3に記載したようにエアーギャップに冷却油を供給することにより、ステータコイルも十分に冷却することができるようになる。
(3)請求項3に記載したようにエアーギャップに冷却油を供給することにより、ステータコイルも十分に冷却することができるようになる。
本発明の回転電機の冷却機構及び冷却方法について、図1及び図2を用いて説明する。
図1は、本発明の回転電機の冷却機構及び冷却方法の一実施の形態を示す側面図である。
図2は、本発明の回転電機の冷却機構及び冷却方法の一実施の形態を説明するための要部拡大図である。
図1は、本発明の回転電機の冷却機構及び冷却方法の一実施の形態を示す側面図である。
図2は、本発明の回転電機の冷却機構及び冷却方法の一実施の形態を説明するための要部拡大図である。
本発明の冷却機構を適用する回転電機10は、図1に示すように、先ず、主要構成として、ケーシング20、ステータ30、ロータ40、回転軸50を備えている。
また、図1において、ステータコア34、ステータコイル35、ロータ40のエンドリング42、及び、ローターバー44が発熱体となる。
また、図1において、ステータコア34、ステータコイル35、ロータ40のエンドリング42、及び、ローターバー44が発熱体となる。
ケーシング20には、冷却油Lの給油口22及び排油口24が設けられている。
また、ステータ30には、ケーシング20に設けられた冷却油Lの給油口22に連通する冷却油Lの径方向のダクト32が形成されている。
更に、ロータ40は、図2に示すように外形寸法が、ロータ中央近辺aの外径D1よりもロータ40両端近辺bでの外径D2方が大であるように形成されている。
また、ステータ30には、ケーシング20に設けられた冷却油Lの給油口22に連通する冷却油Lの径方向のダクト32が形成されている。
更に、ロータ40は、図2に示すように外形寸法が、ロータ中央近辺aの外径D1よりもロータ40両端近辺bでの外径D2方が大であるように形成されている。
以上の構成で、本発明の回転電機10の冷却機構の基本動作について、図1及び図2を用いて説明する。
図1に示すように、ケーシング20に設けられた冷却油Lの給油口22から供給された冷却油Lは、この給油口22に連通するようにステータコア34に形成されたダクト32を通過し、ロータ40の外周面40aに達する。
図1に示すように、ケーシング20に設けられた冷却油Lの給油口22から供給された冷却油Lは、この給油口22に連通するようにステータコア34に形成されたダクト32を通過し、ロータ40の外周面40aに達する。
ロータ40の外周面40aに到達した冷却油Lは、発熱体であるエンドリング42やロータバー44を、直接或いはその近傍を冷却するために、従来の冷却機構に比較して、低コストで飛躍的に冷却効率を向上させることができる。
また、冷却油Lはロータ40を冷却した後は、ケーシング20に設けられた排油口24から排出される。
また、冷却油Lはロータ40を冷却した後は、ケーシング20に設けられた排油口24から排出される。
また、図2に示すように、ロータ40は、外形寸法が、ロータ中央近辺aの外径D1よりもロータ40両端近辺bでの外径D2方が大であるように形成されているために、ロータ40が冷却油Lに作用させる遠心力に関して、両端の遠心力を大きくすることができるので、冷却油Lの排出を効率よく行うことができるようになる。
即ち、冷却油Lはフレオン液F(図4参照)よりも粘度が高いが、このように構成することにより、エアーギャップGへの冷却油Lの滞留を防止することができる。
即ち、冷却油Lはフレオン液F(図4参照)よりも粘度が高いが、このように構成することにより、エアーギャップGへの冷却油Lの滞留を防止することができる。
本発明の回転電機の冷却機構及び冷却方法は、上述した実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。
先ず、ロータの冷却に関しては、回転軸に軸中穴を形成し、冷却油をこの軸中穴に供給する冷却法を併用するようにしても良い。
また、ロータの外周面及びステータコイルエンドの冷却についても、冷却油をスプレー状に噴霧して冷却する冷却法を併用するようにしても良い。
先ず、ロータの冷却に関しては、回転軸に軸中穴を形成し、冷却油をこの軸中穴に供給する冷却法を併用するようにしても良い。
また、ロータの外周面及びステータコイルエンドの冷却についても、冷却油をスプレー状に噴霧して冷却する冷却法を併用するようにしても良い。
更に、上記実施の形態では、ロータの外径に中心近辺と両端部に差を設けるもので説明したが、冷却油が少ない場合等、或いは、その他の理由などで、ロータの外径差がない場合でも本発明に含まれるのは言うまでもない。
また、上記回転電機の冷却機構において、ロータとステータのエアギャップに冷却油を供給して、ステータコイルを冷却する冷却方法も本発明に含まれるのは勿論のことである。
また、上記回転電機の冷却機構において、ロータとステータのエアギャップに冷却油を供給して、ステータコイルを冷却する冷却方法も本発明に含まれるのは勿論のことである。
10:回転電機
20:ケーシング
22:給油口
30:ステータ
32:ダクト
40:ロータ
40a:ロータ外周面
G:エアーギャップ
L:冷却油
20:ケーシング
22:給油口
30:ステータ
32:ダクト
40:ロータ
40a:ロータ外周面
G:エアーギャップ
L:冷却油
Claims (3)
- 冷却油の給油口が設けられたケーシングと、
前記冷却油の給油口に連通する前記冷却油の径方向のダクトが形成されたステータとを備え、
前記ステータに形成されたダクトから供給される冷却油により、ロータ外周面を冷却するようにしたことを特徴とする回転電機の冷却機構。 - 前記回転電機のロータは、外形寸法が、ロータ中央近辺の外径よりもロータ両端近辺での外径の方が大であることを特徴とする請求項1に記載の回転電機の冷却機構。
- 請求項1又は2に記載の回転電機の冷却機構において、
前記ステータと前記ロータ間のエアーギャップに冷却油を供給することにより、ステータコイルをも冷却するようにしたことを特徴とする回転電機の冷却方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006031606A JP2007215307A (ja) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | 回転電機の冷却機構及び冷却方法 |
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ID=38493243
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
- 2006-02-08 JP JP2006031606A patent/JP2007215307A/ja not_active Abandoned
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