JP2012100458A - Cooling structure for generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は発電機の冷却構造に関し、特に風力発電用の発電機に適用して好適なものである。 The present invention relates to a generator cooling structure, and is particularly suitable when applied to a generator for wind power generation.
風力などを駆動源として利用する発電機では、設置場所や費用の問題から小型化が求められると共に、効率的な運転のためには冷却を十分に行うことが必須となっている。 Generators that use wind power or the like as a drive source are required to be downsized due to problems of installation location and cost, and are required to be sufficiently cooled for efficient operation.
回転電機(発電機や電動機)を空気冷却する技術としては、従来から各種の技術が開発されており、その例を次に説明する。 Various techniques have been developed as techniques for air-cooling rotating electrical machines (generators and motors), and examples thereof will be described below.
実開昭63−113456号公報(特許文献1:内部通風形回転電機)に示す技術は、回転電機の外部から取り込んだ空気を、回転電機の内部において軸方向に流通させて冷却をするものである。
この特許文献1では、回転電機のハウジング(ブラケット及びフレーム)内のうち、固定子及び回転子よりも通風方向の上流側に仕切板を設けることにより、固定子側通風路と回転子側通風路に区画し、個別に設置した2つの送風機により、各通風路に送風空気を個別に流通させるようにしている。これにより、ステータやロータ、更にはステータとロータとの間のギャップに空気を流し冷却を行っている。
The technology shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-113456 (Patent Document 1: Internal ventilation type rotary electric machine) cools air taken in from the outside of the rotary electric machine in an axial direction inside the rotary electric machine. is there.
In Patent Document 1, a stator side ventilation path and a rotor side ventilation path are provided by providing a partition plate upstream of the stator and the rotor in the ventilation direction in the housing (bracket and frame) of the rotating electrical machine. The blower air is individually circulated through each ventilation path by two blowers that are divided into two sections and are individually installed. As a result, cooling is performed by flowing air into the stator, the rotor, and the gap between the stator and the rotor.
特開2006−230155号公報(特許文献2:回転電機)に示す技術は、アウターロータ形の回転電機であって、中空軸に固定子鉄心を配置し、中空軸に対して回転自在に配置された回転子胴の内周側に回転子鉄心(磁極)を配置しており、回転電機の外部から取り込んだ空気を、軸方向に流通させて冷却をするものである。
この特許文献2では、回転電機の外部から取り込んだ空気を中空軸の一端から供給して中空軸の内部を流通させ、固定子鉄心及び回転子鉄心の一端面側に向けて中空軸の内部から外部に向けて空気を流通させ、固定子鉄心に軸方向に形成した鉄心通風孔や、固定子鉄心と回転子鉄心との間のギャップに空気を流通させて冷却をし、固定子鉄心及び回転鉄心の他端面側から中空軸の内部に空気を流通させ、中空軸の他端から排気するようにしている。
The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-230155 (Patent Document 2: Rotating Electric Machine) is an outer rotor type rotating electric machine, in which a stator core is disposed on a hollow shaft and is rotatably disposed with respect to the hollow shaft. A rotor core (magnetic pole) is disposed on the inner peripheral side of the rotor body, and air taken from the outside of the rotating electrical machine is circulated in the axial direction for cooling.
In this
特開2002−354752号公報(特許文献3:電動機)に示す技術では、電動機(回転電機)のハウジング内部の空気を循環流通させて、冷却をするものである。
特許文献3では、回転軸の外周面に円筒状の第2筒体部を設け、第2筒体部の外周側に間隔をあけて第1筒体部を配置し、第1筒体部と第2筒体部を連結し、更に、第2筒体部の内周側は一端側から他端側に向かって直径を縮小するように傾斜が施されている構造となっている。このため、回転軸の回転に伴い第1筒体部が回転すると、第1筒体部の内周面に空気の渦が発生し、この渦の遠心力により空気がハウジング内にて循環流通し、これにより冷却をするようにしている。
In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-354752 (Patent Document 3: Electric motor), air inside the housing of the electric motor (rotating electric machine) is circulated and circulated to cool.
In
ここで、風力発電用の発電機の設置状態、及び、風力発電用の従来の発電機の構造を説明する。
図7に示すように、風力発電設備では、タワー1の頂部にナセル2が設置されており、羽根3とナセル2との間に、風力発電用の発電機100が配置されている。発電機100は、羽根3から回転力を受けて回転駆動し発電を行う。
図7に示すタイプの風力発電設備では、発電機100のハウジング(フレーム及びブラケット)の外周面が、直接、外気に接触するようになっている。したがって、ハウジングの外周面やこの外周面に形成したフィン(図示省略)等により、外部からの冷却が行われる。
Here, the installation state of the generator for wind power generation and the structure of the conventional generator for wind power generation will be described.
As shown in FIG. 7, in the wind power generation facility, the
In the type of wind power generation facility shown in FIG. 7, the outer peripheral surface of the housing (frame and bracket) of the
従来の風力発電用の発電機100は、図8に示すような構造になっており、内部からも冷却を行うようになっている。その構造を以下に説明する。
A
図8に示すように、この発電機100の回転軸芯(中央軸)の位置には、中空の支持構造体であるサポートコーン110が配置されている。このサポートコーン110には、周方向に180°ずれて、供給口111と排気口112が形成されている。供給口111及び排気口112は、サポートコーン110を開口して形成したものである。
As shown in FIG. 8, a
本例では、供給口111が上側、排気口112が下側に形成されているが、供給口111と排気口112が対極する位置にあれば(例えば周方向に180°ずれている位置にあれば)、どのような配置状態になっていてもよい。
In this example, the
ハウジング120は、フレーム121と、両側のブラケット122,123により構成されている。このハウジング120では、ブラケット123の内周側がサポートコーン110の外周面に固定・設置されている。
本例ではブラケット122側に羽根3(図7参照)が位置し、ブラケット123側にナセル2(図7参照)が位置する状態で、発電機100が配置される。このため外気は矢印αのように流れる。
The
In this example, the
サポートコーン110の外周面とハウジング120の内周面とで囲まれた空間には、ロータ130及びステータ140が配置されている。
A
ロータ130は、円筒状に形成されており、サポートコーン110の径方向外周側に位置して、サポートコーン110に対して同心状に配置されている。ロータ130の外周面には永久磁石(図示省略)が貼付されている。
The
サポートコーン110の外周面とロータ130の内周面との間には、リング状の板材であるロータ支持板131が配置されている。ロータ支持板131は、その内周側が軸受132を介してサポートコーン110により回転自在に支持されており、その外周側がロータ130の内周面に固定されている。
ロータ支持板131には、このロータ支持板131を軸方向に貫通する複数の空気流通孔133が形成されている。
Between the outer peripheral surface of the
The
羽根3(図7参照)の回転力は、回転伝達機構135を介して、ロータ支持板131に伝達され、ロータ支持板131と共にロータ130が回転するようになっている。
なお、回転伝達機構135は、軸受136を介してサポートコーン110に対して回転自在に支持されている。また回転伝達機構135の外周面とフレーム122の内周面との間には、ラビリンスシール137が形成されている。
The rotational force of the blade 3 (see FIG. 7) is transmitted to the
The
ステータ140はフレーム121の内周面に配置されており、ロータ130に対向している。
ステータ140のステータコア141には、固定子コイル142が配置されている。ステータコア141には、軸方向に貫通する冷却用の通風孔143が形成されている。
The
A
タワー1やナセル2の内部空間の位置から、サポートコーン110の内部空間を通って、供給口111の位置にまで、供給ダクト(図示省略)が配置されている。
この供給ダクトを介して、タワー1やナセル2内の空気、つまり、外気とは隔絶された空気が、供給ダクトを介して供給口111に供給されて、供給口111からハウジング120内の空間に送り出される。
A supply duct (not shown) is disposed from the position of the internal space of the tower 1 and the
Via this supply duct, the air in the tower 1 and the
また、排気口112の位置から、サポートコーン110の内部空間を通って、タワー1やナセル2の内部空間の位置にまで、排気ダクト(図示省略)が配置されている。
ハウジング120内の空気は、排気口112から吸い込まれて、排気ダクトを介して、タワー1やナセル2の内部空間に送られる。
An exhaust duct (not shown) is disposed from the position of the
The air in the
供給口111からハウジング120内の空間に送り出された空気a1は、サポートコーン110の外周面とロータ130の内周面との間の空間に出てから、ブラケット123側に流れる空気a2と、空気流通孔133を通ってブラケット122側に流れる空気a3に分かれて流れる。このような空気a1,a2,a3により、ロータ130やステータ140が空気冷却される。
空気冷却をして温度上昇した空気a4は、排気口112から吸い込まれて、タワー1やナセル2内に排気される。
The air a1 sent from the
The air a <b> 4 whose temperature has increased due to air cooling is sucked from the
このように、タワー1やナセル2内の空気、つまり、外気とは隔絶された空気を、循環流通させて発電機100を内部から空気冷却している。
外気とは隔絶された空気を用いて空気冷却しているため、モータ120を沿岸部(海岸部)に設置したとしても、潮風が発電機100の内部に浸入することはなく、塩害を受けることはない。
In this way, the air in the tower 1 and the
Since air is cooled using air isolated from the outside air, even if the
特許文献1(実開昭63−113456号公報)などに示すように、一般的に回転電機では、回転電機の外部から冷却用の空気を回転電機の内部に取り込み、コア周辺の冷却を行っている。
しかし、風力発電機などは沿岸部(海岸部)に設置されることが多いため、潮風による腐食の対策が必要であり、外部の空気を内部に取り込むことは避けたい。
また特許文献1に示す構造では、軸方向の一端側に冷却用空気の取り込みのための空間が必要であると共に、軸方向の他端側に冷却用空気の排出のための空間が必要であるため、軸方向の長さが長くなり、回転電機の軸方向の長さが長くなるという問題があった。
As shown in Patent Document 1 (Japanese Utility Model Publication No. 63-113456) and the like, generally in a rotating electrical machine, cooling air is taken into the rotating electrical machine from the outside of the rotating electrical machine, and cooling around the core is performed. Yes.
However, since wind power generators are often installed on the coastal area (coastal area), countermeasures against corrosion caused by sea breezes are necessary, and it is desirable to avoid taking in external air.
In the structure shown in Patent Document 1, a space for taking in cooling air is required on one end side in the axial direction, and a space for discharging cooling air is required on the other end side in the axial direction. Therefore, there has been a problem that the axial length becomes long and the axial length of the rotating electrical machine becomes long.
特許文献2(特開2006−230155号公報)に示す回転電機では、中空軸を通した空気を使用しているが、軸方向の流れを基本としているため、軸の前後に空間が必要であり、軸方向の長さが長くなり回転電機全体の寸法が大きくなるという問題があった。 In the rotating electrical machine shown in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-230155), air passing through a hollow shaft is used. However, since the flow is based on the axial direction, a space is required before and after the shaft. There has been a problem that the axial length becomes long and the dimensions of the entire rotating electrical machine become large.
特許文献3(特開2002−354752号公報)に示す回転電機では、回転機の内部の空気を循環するのみであるため、冷却能力が高く求められる装置への適用ができる冷却構造ではなかった。 The rotating electrical machine shown in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-354752) only circulates the air inside the rotating machine, and thus is not a cooling structure that can be applied to a device that requires a high cooling capacity.
図8に示す発電機100では、供給口111から送り出された空気a1は、ブラケット123側に流れる空気a2と、空気流通孔133を通ってブラケット122側に流れる空気a3に分かれて流れる。
このため、ロータ130とステータ140との間のギャップや、ステータ140に形成した冷却用の通風孔143に効率的に冷却用の空気を流すことができず、冷却効率が低かった。
In the
For this reason, the cooling air cannot be efficiently passed through the gap between the
本発明は、上記従来技術に鑑み、軸方向寸法を短くしつつ効果的に冷却をすることができる、発電機の冷却構造を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a generator cooling structure capable of effectively cooling while shortening the axial dimension.
上記課題を解決する本発明の構成は、
中空のサポートコーンと、
円筒状に形成されており、前記サポートコーンに対して同心状で径方向外周側に配置されたロータと、
フレームとブラケットから構成されており、前記ロータを取り囲む状態で、前記サポートコーンの外周面に固定設置されたハウジングと、
前記フレームの内周面に配置されて、前記ロータと対向するステータと、
内周側は軸受を介して前記サポートコーンにより回転自在に支持されると共に、外周側が前記ロータの内周面に固定され、更に、軸方向に貫通する複数の空気流通孔が形成されたロータ支持板と、
前記サポートコーンに開口して形成されており、前記サポートコーンの内部空間を介して供給されてくる、外気とは隔絶された空気を、前記ハウジング内の空間に送り出す供給口と、
前記サポートコーンに開口して形成されており、前記ハウジング内の空気を吸い込む排気口と、
を有する発電機において、
前記供給口と前記排気口は、前記サポートコーンの軸方向に沿いずれた位置に形成されており、
前記サポートコーンの軸方向に関して前記供給口と前記排気口の間の位置に配置されて、前記サポートコーンの外周面と前記ロータの内周面との間の空間を、前記供給口側の空間と前記排気口側の空間とに仕切る仕切板を備えたことを特徴とする。
The configuration of the present invention for solving the above problems is as follows.
With a hollow support cone,
A rotor formed in a cylindrical shape, concentrically with respect to the support cone and disposed on the radially outer peripheral side;
A housing composed of a frame and a bracket, in a state of surrounding the rotor, and fixedly installed on the outer peripheral surface of the support cone;
A stator disposed on an inner peripheral surface of the frame and facing the rotor;
A rotor support in which an inner peripheral side is rotatably supported by the support cone via a bearing, an outer peripheral side is fixed to the inner peripheral surface of the rotor, and a plurality of air circulation holes penetrating in the axial direction is formed. The board,
A supply port that is formed to open to the support cone and that is supplied through the internal space of the support cone and that feeds air isolated from the outside air to the space in the housing;
An opening formed in the support cone, and an exhaust port for sucking air in the housing;
In a generator having
The supply port and the exhaust port are formed at positions along the axial direction of the support cone,
The space between the outer peripheral surface of the support cone and the inner peripheral surface of the rotor is disposed at a position between the supply port and the exhaust port with respect to the axial direction of the support cone. A partition plate for partitioning into the space on the exhaust port side is provided.
また本発明の構成は、
前記供給口から前記ハウジング内に送り出された空気を、前記ブラケットのうち前記供給口側のブラケットに向けて流すように空気の流通方向を変化させるために、前記供給口に対して斜めになった状態で対向する傾斜面を有するリブが、前記仕切板に取り付けられていることを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
In order to change the air flow direction so that the air fed from the supply port into the housing flows toward the bracket on the supply port side of the bracket, the air supply is inclined with respect to the supply port. The rib which has the inclined surface which opposes in a state is attached to the said partition plate, It is characterized by the above-mentioned.
また本発明の構成は、
中空のサポートコーンと、
円筒状に形成されており、前記サポートコーンに対して同心状で径方向外周側に配置されたロータと、
フレームとブラケットから構成されており、前記ロータを取り囲む状態で、前記サポートコーンの外周面に固定設置されたハウジングと、
前記フレームの内周面に配置されて、前記ロータと対向するステータと、
内周側は軸受を介して前記サポートコーンにより回転自在に支持されると共に、外周側が前記ロータの内周面に固定され、更に、軸方向に貫通する複数の空気流通孔が形成されたロータ支持板と、
前記サポートコーンに開口して形成されており、前記サポートコーンの内部空間を介して供給されてくる、外気とは隔絶された空気を、前記ハウジング内の空間に送り出す供給口と、
前記サポートコーンに開口して形成されており、前記ハウジング内の空気を吸い込む排気口と、
を有する発電機において、
前記供給口と前記排気口は、前記サポートコーンの周方向に沿いずれた位置に形成されており、
空間を介して前記供給口を覆うと共に、前記ブラケットのうち一方のブラケット側に吹出口を形成した覆い部材と、
前記サポートコーンの外周面と前記ロータの内周面との間の空間を、前記覆い部材で囲まれると共に前記供給口が臨む空間と、前記排気口が臨む残りの空間とに区画する区画部材と、
を備えたことを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
With a hollow support cone,
A rotor formed in a cylindrical shape, concentrically with respect to the support cone and disposed on the radially outer peripheral side;
A housing composed of a frame and a bracket, in a state of surrounding the rotor, and fixedly installed on the outer peripheral surface of the support cone;
A stator disposed on an inner peripheral surface of the frame and facing the rotor;
A rotor support in which an inner peripheral side is rotatably supported by the support cone via a bearing, an outer peripheral side is fixed to the inner peripheral surface of the rotor, and a plurality of air circulation holes penetrating in the axial direction is formed. The board,
A supply port that is formed to open to the support cone and that is supplied through the internal space of the support cone and that feeds air isolated from the outside air to the space in the housing;
An opening formed in the support cone, and an exhaust port for sucking air in the housing;
In a generator having
The supply port and the exhaust port are formed at positions along the circumferential direction of the support cone,
A cover member that covers the supply port through a space and has a blowout port formed on one of the brackets,
A partition member that divides a space between the outer peripheral surface of the support cone and the inner peripheral surface of the rotor into a space surrounded by the cover member and facing the supply port, and a remaining space facing the exhaust port; ,
It is provided with.
本発明によれば、サポートコーンとロータとの間の空間を、仕切板や覆い部材及び区画部材により仕切ることにより、供給口から送り出された空気をハウジング内の軸方向の一方に送給し、この空気を軸方向に流し、その後に排気口か排気することができるため、軸方向に流通する空気により確実に冷却をすることができる。 According to the present invention, by dividing the space between the support cone and the rotor by the partition plate, the cover member, and the partition member, the air fed from the supply port is fed to one of the axial directions in the housing, Since this air can be flowed in the axial direction and then exhausted from the exhaust port, it can be reliably cooled by the air flowing in the axial direction.
またサポートコーンに供給口と排気口を形成する構成となっているため、軸方向寸法を短くして発電機全体を小型化することができる。 Moreover, since it has the structure which forms a supply port and an exhaust port in a support cone, the axial direction dimension can be shortened and the whole generator can be reduced in size.
以下、本発明を実施するための形態について、実施例に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, the form for carrying out the present invention is explained in detail based on an example.
図1は本発明の実施例に係る、風力発電用の発電機200を示す。なお図1では中心軸の上半分の部分のみを示している。
FIG. 1 shows a
図1に示すように、この発電機200の回転軸芯(中央軸)の位置には、中空の支持構造体であるサポートコーン210が配置されている。このサポートコーン210には、軸方向に沿いずれた位置に、供給口211と排気口212が形成されている。供給口211及び排気口212は、サポートコーン210を開口して形成したものである。
As shown in FIG. 1, a
本例では、供給口211及び排気口212が上側に形成されているが、供給口211と排気口212が軸方向に沿いずれていれば、周方向に沿う他の位置に形成してもよい。
なお供給口211及び排気口212は、周方向に沿い例えば90°開口している。
In this example, the
The
ハウジング220は、フレーム221と、両側のブラケット222,223により構成されている。このハウジング220では、ブラケット223の内周側がサポートコーン210の外周面に固定・設置されている。
本例ではブラケット222側に羽根(図7参照)が位置し、ブラケット223側にナセル(図7参照)が位置する状態で、発電機200が配置される。このため外気は矢印αのように流れる。
The
In this example, the
サポートコーン210の外周面とハウジング220の内周面とで囲まれた空間には、ロータ230及びステータ240が配置されている。つまり、ハウジング220は、ロータ230及びステータ240を取り囲む状態で、サポートコーン210に固定設置されている。
A
ロータ230は、円筒状に形成されており、サポートコーン210の径方向外周側に位置して、サポートコーン210に対して同心状に配置されている。ロータ230の外周面には永久磁石(図示省略)が貼付されている。
The
サポートコーン210の外周面とロータ230の内周面との間には、リング状の板材であるロータ支持板231が配置されている。ロータ支持板231は、その内周側が軸受232を介してサポートコーン210により回転自在に支持されており、その外周側がロータ230の内周面に固定されている。
ロータ支持板231には、このロータ支持板231を軸方向に貫通する複数の空気流通孔233が形成されている。
Between the outer peripheral surface of the
The
羽根3(図7参照)の回転力は、回転伝達機構235を介して、ロータ支持板231に伝達され、ロータ支持板231と共にロータ230が回転するようになっている。
なお、回転伝達機構235は、軸受236を介してサポートコーン210に対して回転自在に支持されている。また回転伝達機構235の外周面とフレーム222の内周面との間には、ラビリンスシール237が形成されている。
The rotational force of the blade 3 (see FIG. 7) is transmitted to the
The
ステータ240はフレーム221の内周面に配置されており、ロータ230に対向している。
ステータ240のステータコア241には、固定子コイル242が配置されている。ステータコア241には、軸方向に貫通する冷却用の通風孔243が形成されている。
The
A
タワーやナセルの内部空間の位置から、サポートコーン210の内部空間を通って、供給口211の位置にまで、供給ダクト(図示省略)が配置されている。
この供給ダクトを介して、タワーやナセル内の空気、つまり、外気とは隔絶された空気が、供給ダクトを介して供給口211に供給されて、供給口211からハウジング220内の空間に送り出される。
A supply duct (not shown) is arranged from the position of the internal space of the tower or nacelle to the position of the
Through this supply duct, air in the tower or nacelle, that is, air isolated from outside air is supplied to the
また、排気口212の位置から、サポートコーン210の内部空間を通って、タワーやナセルの内部空間の位置にまで、排気ダクト(図示省略)が配置されている。
ハウジング220内の空気は、排気口212から吸い込まれて、排気ダクトを介して、タワーやナセルの内部空間に送られる。
Further, an exhaust duct (not shown) is disposed from the position of the
Air in the
更に本実施例1では、サポートコーン210の軸方向に関して、供給口211と排気口212の間の位置に、リング状の板材である仕切板250が配置されている。仕切板250は、その内周側がサポートコーン210の外周面に固定設置されており、その外周面はロータ130の内周面との間で僅かな隙間が開けられている。
このように仕切板250を配置したため、サポートコーン210の外周面とロータ230の内周面との間の空間は、仕切板250により、供給口211側(ブラケット223側)の空間と、排気口212側(ブラケット222側)の空間とに仕切られる。
Further, in the first embodiment, a
Since the
サポートコーン210の外周面とロータ230の内周面との間の空間が、仕切板250により仕切られているため、供給口211から送り出された空気b1は、サポートコーン210の外周面とロータ230の内周面と仕切板250とで囲まれた空間に出た後、ブラケット223側に向かって流れつつ外周側に向かって流れる空気b2となる。
外周側に達した後は、ロータ230とステータ240との間のギャップ、及び、通風孔243を軸方向に流れる空気b3となる。
ブラケット222側に達した後は、外周側から内周側に向かって流れる空気b4となる。
内周側に達した後は、空気流通孔233を介して、サポートコーン210の外周面とロータ230の内周面と仕切板250とロータ支持板231とで囲まれた空間に流れる空気b5となる。
そして、空気b5は、排気口212に吸い込まれる空気b6となる。空気冷却をして温度上昇した空気b6は、排気口212から吸い込まれて、タワーやナセル内に排気される。
Since the space between the outer peripheral surface of the
After reaching the outer peripheral side, the air b3 flows in the gap between the
After reaching the
After reaching the inner peripheral side, the air b5 flowing into the space surrounded by the outer peripheral surface of the
The air b5 becomes air b6 sucked into the
本実施例1では、空気b3が、ロータ230とステータ240との間のギャップ、及び、通風孔243を軸方向に強制的に流れるため、発熱の大きなロータ230及びステータ240を確実に冷却することができる。
In the first embodiment, since the air b3 forcibly flows in the gap between the
なお、ハウジング220内において内部空気による冷却は、供給口211に近い側、つまり外気の流れ方向αに関して下流側の方が、上流側に比べて冷却効果が高くなっている。
しかし、外気による外部空気による冷却は、外気の流れ方向αに関して上流側の方が、下流側に比べて冷却効果が高くなっている。
このように、内部空気による冷却と、外気による外部空気による冷却とが、相互に補間しあって、全体として均一で効果的な冷却を行うことができる。
In the
However, the cooling by the outside air by the outside air has a higher cooling effect on the upstream side than the downstream side in the flow direction α of the outside air.
As described above, the cooling by the internal air and the cooling by the external air by the outside air are interpolated with each other, so that uniform and effective cooling can be performed as a whole.
更に本実施例1では次のような効果を奏する。
(1)タワーやナセル内の空気、つまり、外気とは隔絶された空気を、発電機200内に循環流通させて空気冷却しているため、モータ220を沿岸部(海岸部)に設置したとしても、潮風が発電機200の内部に浸入することはなく、塩害などによる腐食を受けることはない。
(2)サポートコーン210に供給口211及び排気口212を形成したため、サポートコーン210の軸方向の前後に特別な空間をとる必要がなく、軸方向寸法が小さくでき、全体的に小型の発電機200とすることができる。
Further, the first embodiment has the following effects.
(1) Since the air in the tower and nacelle, that is, the air isolated from the outside air is circulated and circulated in the
(2) Since the
次に本発明の実施例2に係る発電機200Aを図2に示す。
実施例2の発電機200Aでは、仕切板250にリブ251を取り付けている。リブ251はサポートコーン210に対して同心状に配置されると共に、傾斜面251aを有している。
傾斜面251aは、供給口211に対して斜めになった状態で対向し、且つ、供給口211側のブラケット223に対して斜めになった状態で対向している。
他の部分の構成は、図1に示す実施例1と同様である。
Next, a
In the
The
The configuration of the other parts is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
実施例2では、供給口211からハウジング220内に送り出された空気b1は、リブ251の傾斜面251aにより流通方向が変化して、軸方向に沿いブラケット223に向かって強く流れる空気b2となる。
このため、ハウジング220の内部空間のうち、外気の流れ方向αに関して下流側、つまりブラケット223側の空間の空気圧力が高くなる。
この結果、ロータ230とステータ240との間のギャップ、及び、通風孔243を軸方向に流れる空気b3の空気量が増し、冷却効率が高くなる。したがって発熱の大きなロータ230やステータ240を、より効率的に冷却することができる。
In the second embodiment, the air b <b> 1 sent out from the
For this reason, in the internal space of the
As a result, the gap between the
また実施例2においても、実施例1で得られるのと同様な効果を奏することは言うまでもない。 Needless to say, the same effects as those obtained in the first embodiment are obtained in the second embodiment.
次に本発明の実施例3に係る発電機200Bを、図3〜図6を参照して説明する。
図3に示すように、実施例3の発電機200Bのサポートコーン210には、周方向に沿いずれた位置に、供給口211aと排気口212aが形成されている。供給口211a及び排気口212aは、サポートコーン210を開口して形成したものである。
なお供給口211a及び排気口212aは、周方向に沿い例えば90°開口している。
Next, a
As shown in FIG. 3, the
The
本例では、供給口211aが上側、排気口212aが下側に形成されているが、供給口211aと排気口212aが対極する位置にあれば(例えば周方向に180°ずれている位置にあれば)、どのような配置状態になっていてもよい。
In this example, the
上記の実施例1,2と同様に、タワーやナセルの内部空間の位置から、サポートコーン210の内部空間を通って、供給口211aの位置にまで、供給ダクト(図示省略)が配置されている。
また、排気口212aの位置から、サポートコーン210の内部空間を通って、タワーやナセルの内部空間の位置にまで、排気ダクト(図示省略)が配置されている。
As in the first and second embodiments, a supply duct (not shown) is arranged from the position of the internal space of the tower or nacelle to the position of the
Further, an exhaust duct (not shown) is arranged from the position of the
覆い部材260は、サポートコーン210の外周面に固定設置されており、空間を介して供給口211aを外周側から覆うと共に、ブラケット223aに向かう方向に吹出口260aを形成している。
図4は、この覆い部材260を抽出して示す斜視図である。図4に示すように、本実施例では、覆い部材260は周方向に関して180°の範囲にわたって湾曲した構成部材である。
The covering
FIG. 4 is a perspective view showing the
半円弧状の区画部材261は、サポートコーン110の外周面に固定設置されている。
この半円弧状の区画部材261の周方向の配置位置は、サポートコーン110の周面のうち、覆い部材260が配置されていない、残りの範囲(180°の範囲)である。
半円弧状の区画部材261の軸方向の配置位置は、覆い部材260の右端部分(ブラケット223側の部分)に対応した位置である。
図5は、サポートコーン210と、覆い部材260と、半円弧状の区画部材261の組み付け状態を正面側から示している。
The semicircular arc-shaped
The arrangement position of the semicircular arc-shaped
The arrangement position of the semicircular arc-shaped
FIG. 5 shows the assembled state of the
リング状の区画部材262は、その内周面のうち180°の範囲が覆い部材260の外周面に固定されており、その内周面のうち残りの180°の範囲が区画部材261の外周面に固定されている。そして、リング状の区画部材262の外周面は、ロータ130の内周面との間で僅かな隙間が開けられている。
図6は、図3のVI−VI断面のうち、サポートコーン210と、覆い部材260と、区画部材261と、区画部材262のみを示している。
The ring-shaped
6 shows only the
このように区画部材261と区画部材262を配置しているため、サポートコーン210の外周面とロータ230の内周面との間の空間は、覆い部材260で囲まれると共に供給口211aが臨む空間と、排気口212aが臨む残りの空間とに区画される。
Since the
他の部分の構成は、図1に示す実施例1と同様である。 The configuration of the other parts is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
実施例3では、供給口211aから送り出された空気c1は、覆い部材260で覆われた空間に出た後、吹出口260aからブラケット223側に向かって強い流速となって吹き出される空気c2−1となる。このようにして強く吹き出された空気c2−2はブラケット223に衝突して外周側に向かって流れる空気c2−2となる。
外周側に達した後は、ロータ230とステータ240との間のギャップ、及び、通風孔243を軸方向に流れる空気c3となる。
ブラケット222側に達した後は、外周側から内周側に向かって流れる空気c4となる。
内周側に達した後は、空気流通孔233を介して、サポートコーン210の外周面とロータ230の内周面とロータ支持板231と覆い部材260と区画部材261,262で囲まれた空間に流れる空気c5となる。
そして、空気c5は、排気口212aに吸い込まれる空気c6となる。空気冷却をして温度上昇した空気c6は、排気口212aから吸い込まれて、タワーやナセル内に排気される。
In Example 3, the air c <b> 1 sent out from the
After reaching the outer peripheral side, the gap between the
After reaching the
After reaching the inner peripheral side, the space surrounded by the outer peripheral surface of the
The air c5 becomes air c6 sucked into the
本実施例3では、空気c3が、ロータ230とステータ240との間のギャップ、及び、通風孔243を軸方向に強制的に流れるため、発熱の大きなロータ230及びステータ240を確実に冷却することができる。
しかも、吹出口260aから強い流速となって空気が吹き出されるため、全体的に冷却効率が高まる。
In the third embodiment, the air c3 forcibly flows in the gap between the
In addition, since air is blown out from the
更に本実施例3では、サポートコーン210の周方向に沿いずれた位置に、供給口211aと排気口212aを形成しているため、サポートコーン210の軸方向寸法を小さくすることができ、発電機200B全体として軸方向寸法を小さくすることができる。
Furthermore, in the third embodiment, since the
また実施例3においても、実施例1で得られるのと同様な効果を奏することは言うまでもない。 Needless to say, the same effects as those obtained in the first embodiment are obtained in the third embodiment.
1 タワー
2 ナセル
3 羽根
100,200,200A,200B 発電機
110,210 サポートコーン
111,211,211a 供給口
112,212,212a 排気口
120,220 ハウジング
121,221 フレーム
122,123,222,223 ブラケット
130,230 ロータ
131,231 ロータ支持板
132,232 軸受
133,233 空気流通孔
140,240 ステータ
141,241 ステータコア
142,242 固定子コイル
143,243 通風孔
250 仕切板
251 リブ
251a 傾斜面
260 覆い部材
260a 吹出口
261,262 区画部材
1
Claims (3)
円筒状に形成されており、前記サポートコーンに対して同心状で径方法外周側に配置されたロータと、
フレームとブラケットから構成されており、前記ロータを取り囲む状態で、前記サポートコーンの外周面に固定設置されたハウジングと、
前記フレームの内周面に配置されて、前記ロータと対向するステータと、
内周側は軸受を介して前記サポートコーンにより回転自在に支持されると共に、外周側が前記ロータの内周面に固定され、更に、軸方向に貫通する複数の空気流通孔が形成されたロータ支持板と、
前記サポートコーンに開口して形成されており、前記サポートコーンの内部空間を介して供給されてくる、外気とは隔絶された空気を、前記ハウジング内の空間に送り出す供給口と、
前記サポートコーンに開口して形成されており、前記ハウジング内の空気を吸い込む排気口と、
を有する発電機において、
前記供給口と前記排気口は、前記サポートコーンの軸方向に沿いずれた位置に形成されており、
前記サポートコーンの軸方向に関して前記供給口と前記排気口の間の位置に配置されて、前記サポートコーンの外周面と前記ロータの内周面との間の空間を、前記供給口側の空間と前記排気口側の空間とに仕切る仕切板を備えたことを特徴とする発電機の冷却構造。 With a hollow support cone,
A rotor formed in a cylindrical shape, concentrically with respect to the support cone and disposed on the outer diameter side of the diameter method;
A housing composed of a frame and a bracket, in a state of surrounding the rotor, and fixedly installed on the outer peripheral surface of the support cone;
A stator disposed on an inner peripheral surface of the frame and facing the rotor;
A rotor support in which an inner peripheral side is rotatably supported by the support cone via a bearing, an outer peripheral side is fixed to the inner peripheral surface of the rotor, and a plurality of air circulation holes penetrating in the axial direction is formed. The board,
A supply port that is formed to open to the support cone and that is supplied through the internal space of the support cone and that feeds air isolated from the outside air to the space in the housing;
An opening formed in the support cone, and an exhaust port for sucking air in the housing;
In a generator having
The supply port and the exhaust port are formed at positions along the axial direction of the support cone,
The space between the outer peripheral surface of the support cone and the inner peripheral surface of the rotor is disposed at a position between the supply port and the exhaust port with respect to the axial direction of the support cone. A generator cooling structure comprising a partition plate for partitioning into a space on the exhaust port side.
前記供給口から前記ハウジング内に送り出された空気を、前記ブラケットのうち前記供給口側のブラケットに向けて流すように空気の流通方向を変化させるために、前記供給口に対して斜めになった状態で対向する傾斜面を有するリブが、前記仕切板に取り付けられていることを特徴とする発電機の冷却構造。 In claim 1,
In order to change the air flow direction so that the air fed from the supply port into the housing flows toward the bracket on the supply port side of the bracket, the air supply is inclined with respect to the supply port. A generator cooling structure, characterized in that ribs having inclined surfaces facing each other are attached to the partition plate.
円筒状に形成されており、前記サポートコーンに対して同心状で径方向外周側に配置されたロータと、
フレームとブラケットから構成されており、前記ロータを取り囲む状態で、前記サポートコーンの外周面に固定設置されたハウジングと、
前記フレームの内周面に配置されて、前記ロータと対向するステータと、
内周側は軸受を介して前記サポートコーンにより回転自在に支持されると共に、外周側が前記ロータの内周面に固定され、更に、軸方向に貫通する複数の空気流通孔が形成されたロータ支持板と、
前記サポートコーンに開口して形成されており、前記サポートコーンの内部空間を介して供給されてくる、外気とは隔絶された空気を、前記ハウジング内の空間に送り出す供給口と、
前記サポートコーンに開口して形成されており、前記ハウジング内の空気を吸い込む排気口と、
を有する発電機において、
前記供給口と前記排気口は、前記サポートコーンの周方向に沿いずれた位置に形成されており、
空間を介して前記供給口を覆うと共に、前記ブラケットのうち一方のブラケット側に吹出口を形成した覆い部材と、
前記サポートコーンの外周面と前記ロータの内周面との間の空間を、前記覆い部材で囲まれると共に前記供給口が臨む空間と、前記排気口が臨む残りの空間とに区画する区画部材と、
を備えたことを特徴とする発電機の冷却構造。 With a hollow support cone,
A rotor formed in a cylindrical shape, concentrically with respect to the support cone and disposed on the radially outer peripheral side;
A housing composed of a frame and a bracket, in a state of surrounding the rotor, and fixedly installed on the outer peripheral surface of the support cone;
A stator disposed on an inner peripheral surface of the frame and facing the rotor;
A rotor support in which an inner peripheral side is rotatably supported by the support cone via a bearing, an outer peripheral side is fixed to the inner peripheral surface of the rotor, and a plurality of air circulation holes penetrating in the axial direction is formed. The board,
A supply port that is formed to open to the support cone and that is supplied through the internal space of the support cone and that feeds air isolated from the outside air to the space in the housing;
An opening formed in the support cone, and an exhaust port for sucking air in the housing;
In a generator having
The supply port and the exhaust port are formed at positions along the circumferential direction of the support cone,
A cover member that covers the supply port through a space and has a blowout port formed on one of the brackets,
A partition member that divides a space between the outer peripheral surface of the support cone and the inner peripheral surface of the rotor into a space surrounded by the cover member and facing the supply port, and a remaining space facing the exhaust port; ,
A generator cooling structure characterized by comprising:
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