JP2014166062A - Rotary electric machine and lubrication oil cooling mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転電機およびそのための潤滑油冷却機構に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine and a lubricating oil cooling mechanism therefor.
電動機や発電機などの回転電機で、すべり軸受が用いられる場合に、軸受は軸箱タンクに支持され、軸箱タンク内に潤滑油が溜められる。 When a sliding bearing is used in a rotating electric machine such as an electric motor or a generator, the bearing is supported by the axle box tank, and lubricating oil is stored in the axle box tank.
軸受を冷却するために、軸箱タンクの外壁に冷却フィンを設けたり、軸箱タンクの外側に冷却風を送って大気によって冷却することが行われている。 In order to cool the bearing, cooling fins are provided on the outer wall of the axle box tank, or cooling air is sent to the outside of the axle box tank to be cooled by the atmosphere.
また、潤滑油の冷却能力を高めるために、潤滑油を強制的に外部に取り出して油ポンプで循環して軸箱タンクの外で放熱する技術も知られている。 In order to increase the cooling capacity of the lubricating oil, a technique is also known in which the lubricating oil is forcibly taken out and circulated by an oil pump to dissipate heat outside the axle box tank.
さらに、潤滑油を水冷の熱交換器で冷却する技術も知られている(特許文献1参照)。 Furthermore, a technique for cooling lubricating oil with a water-cooled heat exchanger is also known (see Patent Document 1).
軸箱タンクの外から空気により冷却するだけでは冷却能力に限界があり、また、潤滑油を強制的に外部に取り出して油ポンプで循環する方法や水冷の熱交換器を用いる方法は構造が複雑であり、コストを高める要因ともなる。 Cooling with air from outside the axle box tank is limited in cooling capacity, and the structure for compulsorily extracting the lubricating oil and circulating it with an oil pump or using a water-cooled heat exchanger is complicated. And also increases costs.
この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、回転電機の潤滑油の温度上昇を、コストをあまりかけずに有効に抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to effectively suppress an increase in the temperature of lubricating oil in a rotating electrical machine without much cost.
上記目的を達成するために、本発明に係る回転電機は、軸受を支持して潤滑油を収容する軸箱タンクと、前記軸箱タンクに取り付けられた冷却パイプを有する潤滑油冷却機構と、を備えた回転電機であって、前記冷却パイプは、前記軸箱タンクを貫通して前記軸箱タンクに液密に取り付けられ、前記軸箱タンク外に放熱部が形成され、前記軸箱タンク内に入り口開口および出口開口が形成されて、前記入り口開口と前記出口開口とが前記軸箱タンク外で接続され、前記入り口開口および前記出口開口は、前記軸箱タンク内の通常状態における潤滑油の液面より下方に位置していること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, a rotating electrical machine according to the present invention includes a shaft box tank that supports a bearing and stores lubricating oil, and a lubricating oil cooling mechanism having a cooling pipe attached to the shaft box tank. The cooling pipe is attached to the axle box tank in a liquid-tight manner through the axle box tank, and a heat radiating portion is formed outside the axle box tank. An inlet opening and an outlet opening are formed, and the inlet opening and the outlet opening are connected outside the axle box tank, and the inlet opening and the outlet opening are liquids of lubricating oil in a normal state in the axle box tank. It is located below the surface.
また、本発明に係る潤滑油冷却機構は、回転電機の軸受を支持して潤滑油を収容する軸箱タンクに取り付けられる冷却パイプを有する潤滑油冷却機構であって、前記冷却パイプは、前記軸箱タンクを貫通して前記軸箱タンクに液密に取り付けられ、前記軸箱タンク外に放熱部が形成され、前記軸箱タンク内に入り口開口および出口開口が形成されて、前記入り口開口と前記出口開口とが前記軸箱タンク外で接続され、前記入り口開口および前記出口開口は、前記軸箱タンク内の通常状態における潤滑油の液面より下方に位置していること、を特徴とする。 The lubricating oil cooling mechanism according to the present invention is a lubricating oil cooling mechanism having a cooling pipe attached to a shaft box tank that supports a bearing of a rotating electrical machine and accommodates the lubricating oil, and the cooling pipe includes the shaft It is liquid-tightly attached to the axle box tank through the box tank, a heat radiating portion is formed outside the axle box tank, an entrance opening and an exit opening are formed in the axle box tank, and the entrance opening and the An outlet opening is connected to the outside of the axle box tank, and the inlet opening and the outlet opening are located below the liquid level of the lubricating oil in a normal state in the axle box tank.
この発明によれば、回転電機の潤滑油の温度上昇を、コストをあまりかけずに有効に抑制することができる。 According to this invention, the temperature rise of the lubricating oil of the rotating electrical machine can be effectively suppressed without much cost.
図1を参照して本発明の一実施形態に係る電動機を説明する。図1は、この発明の一実施形態に係る電動機を軸方向から見た立面図であって、左半分は外形図、右半分は断面図である。ここでは電動機を例にとって説明するが、この発明は、発電機にも適用できる。 An electric motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an elevational view of an electric motor according to an embodiment of the present invention as viewed from the axial direction, in which the left half is an outline view and the right half is a cross-sectional view. Here, an electric motor will be described as an example, but the present invention can also be applied to a generator.
電動機は、回転軸11の周りに、図示しない回転子が取り付けられ、回転子の半径方向外側に、間隙を介して、図示しない固定子が配置されている。固定子は、その外側のフレーム12に固定されている。
In the electric motor, a rotor (not shown) is attached around the rotating
回転軸11は、図示しない2個の軸受で回転可能に支持されている。この実施形態では、軸受はすべり軸受である。軸受は軸箱タンク13に支持されている。軸箱タンク13は液密に構成され、内部に潤滑油14が溜められている。軸箱タンク13の側面には、この側面を貫通して潤滑油冷却機構15が取り付けられている。
The rotating
潤滑油冷却機構15は、プラグ16と、冷却パイプ17と、放熱板18とを備えている。軸箱タンク13の側面には開口が形成され、この開口にプラグ16が挿入され、液密にシールされて取り付けられている。プラグ16は、軸箱タンク13の開口に対して着脱可能となっている。
The lubricating
プラグ16には貫通孔が形成され、このプラグ16の貫通孔に冷却パイプ17が差し込まれていて、冷却パイプ17とプラグ16の間は液密にシールされている。
A through hole is formed in the
冷却パイプ17はU字状管であって、このU字状管の2本の平行管部分が上下に並ぶように配置され、入り口開口19と出口開口20が軸箱タンク13内部で開口し、入り口開口19の上方に出口開口20が配置されている。冷却パイプ17は軸箱タンク13の外側で折り返されて放熱部21が形成されている。冷却パイプ17の放熱部21の外側には、多数の放熱板18が取り付けられている。冷却パイプ17および放熱板18は、熱伝導率の高い材料、例えば銅やアルミニウムでできていることが望ましい。
The
出口開口20は、軸箱タンク13内の通常時の潤滑油液面23よりも低い位置に配置されている。これにより、入り口開口19と出口開口20はともに、常時、潤滑油液面23よりも下方にある。
The outlet opening 20 is disposed at a position lower than the normal lubricating
また、放熱板18の近くには、放熱板18に冷却風を送るためのファン24が配置されている。
A
以上説明した構成において、電動機の運転により軸箱タンク13内の潤滑油14の温度が上昇すると、潤滑油14の自然対流により、軸箱タンク13内の潤滑油14は、出口開口20から冷却パイプ17に流入して、放熱部21を通って入り口開口19から軸箱タンク13内に戻る。潤滑油14が放熱部21を通るときに、放熱板18を通して熱が大気に放出され、潤滑油14は冷却される。また、このとき、ファン24により冷却風の流れが促進される。
In the configuration described above, when the temperature of the lubricating
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. This embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope of the present invention and the gist thereof, and are also included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
たとえば、上記実施形態では、ファン24により冷却空気を強制的に放熱部21に流すものとしたが、ファン24の設置を省略して空気の自然対流によって空冷してもよい。また、上記実施形態では、放熱部21に放熱板18を取り付けるものとしたが、放熱板18を取り付けなくても、冷却パイプ17から大気へ直接放熱させることによっても放熱効果を得ることができる。
For example, in the above embodiment, the cooling air is forced to flow to the
また、潤滑油冷却機構15は着脱可能であるから、放熱部21の大きさの異なる複数種類の潤滑油冷却機構15をあらかじめ用意しておいて、電動機の使用環境に合わせて適当な潤滑油冷却機構15を選択する、という運用もできる。また、この電動機を、潤滑油冷却機構15を必要としないような環境で使用する場合は、潤滑油冷却機構15を取り外して、軸箱タンク13の開口部に閉止プラグ(図示せず)を取り付けることもできる。
Further, since the lubricating
また、上記実施形態では潤滑油冷却機構15を軸箱タンク13の側面の開口部に取り付けるものとしたが、潤滑油冷却機構15を軸箱タンク13の軸方向端面の開口部に取り付けることもできる。
In the above embodiment, the lubricating
11 回転軸
12 フレーム
13 軸箱タンク
14 潤滑油
15 潤滑油冷却機構
16 プラグ
17 冷却パイプ
18 放熱板
19 入り口開口
20 出口開口
21 放熱部
23 潤滑油液面
24 ファン
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記軸箱タンクに取り付けられた冷却パイプを有する潤滑油冷却機構と、
を備えた回転電機であって、
前記冷却パイプは、前記軸箱タンクを貫通して前記軸箱タンクに液密に取り付けられ、前記軸箱タンク外に放熱部が形成され、前記軸箱タンク内に入り口開口および出口開口が形成されて、前記入り口開口と前記出口開口とが前記軸箱タンク外で接続され、
前記入り口開口および前記出口開口は、前記軸箱タンク内の通常状態における潤滑油の液面より下方に位置していること、
を特徴とする回転電機。 An axle box tank that supports the bearing and contains lubricating oil;
A lubricating oil cooling mechanism having a cooling pipe attached to the axle box tank;
A rotating electric machine with
The cooling pipe passes through the axle box tank and is liquid-tightly attached to the axle box tank, a heat radiating portion is formed outside the axle box tank, and an inlet opening and an outlet opening are formed in the axle box tank. The inlet opening and the outlet opening are connected outside the axle box tank,
The inlet opening and the outlet opening are located below the level of lubricating oil in a normal state in the axle box tank;
Rotating electric machine.
前記冷却パイプは前記プラグを貫通して前記プラグに液密に取り付けられていること、
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。 The lubricating oil cooling mechanism further includes a plug that penetrates the axle box tank and is detachably attached to the axle box tank.
The cooling pipe passes through the plug and is liquid-tightly attached to the plug;
The rotating electrical machine according to claim 1 or 2, wherein
前記冷却パイプは、前記軸箱タンクを貫通して前記軸箱タンクに液密に取り付けられ、前記軸箱タンク外に放熱部が形成され、前記軸箱タンク内に入り口開口および出口開口が形成されて、前記入り口開口と前記出口開口とが前記軸箱タンク外で接続され、
前記入り口開口および前記出口開口は、前記軸箱タンク内の通常状態における潤滑油の液面より下方に位置していること、
を特徴とする潤滑油冷却機構。 A lubricating oil cooling mechanism having a cooling pipe attached to a shaft box tank that supports a bearing of a rotating electric machine and accommodates lubricating oil,
The cooling pipe passes through the axle box tank and is liquid-tightly attached to the axle box tank, a heat radiating portion is formed outside the axle box tank, and an inlet opening and an outlet opening are formed in the axle box tank. The inlet opening and the outlet opening are connected outside the axle box tank,
The inlet opening and the outlet opening are located below the level of lubricating oil in a normal state in the axle box tank;
Lubricating oil cooling mechanism.
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