JP2021141640A - 冷却器および全閉外扇形回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素化された構成により全閉外扇形回転電機の冷却効率を確保する。【解決手段】全閉外扇形回転電機のフレーム内の反結合側内扇および結合側内扇により駆動される冷却用気体と、外扇により駆動される冷却媒体との熱交換をする冷却器は、互いに平行に配されて軸方向に直線的に延びて両端で外気に連通しフレーム内を冷却する冷却用気体を冷却する複数の冷却管１００と、複数の冷却管１００を収納する冷却器カバーとを具備する。冷却管１００は、反結合側内扇により駆動される冷却用気体が流れる反結合側領域６０ａにおける伝熱面積が、結合側内扇により駆動される冷却用気体が流れる結合側領域６０ｂにおける伝熱面積に比較して小さい。【選択図】図２

Description

本発明は、冷却器およびそれを有する全閉外扇形回転電機に関する。

全閉外扇形回転電機は、回転子と、固定子およびフレームに加えて、通常は冷却器を備えている。回転子および固定子は機内を循環する冷却用気体により冷却される。発熱量が大きい場合には、通常、回転子鉄心および固定子の軸方向の両側に内扇が設けられる。

冷却器は、複数の冷却管とそれを収納する冷却器カバーを有する。冷却管においては、冷却管の外側を流れる機内の冷却用気体と、冷却管内を流れる冷却媒体との熱交換が行われる。

冷却管における熱交換量を確保するためには、冷却管内を流れる冷却媒体が、強制的に駆動されることが望ましい。このため、通常は冷却媒体を外気として外扇が設けられている。外扇は、外部駆動源により駆動される場合もあるが、多くは、回転電機のロータシャフトに直結されている。このため、外扇は、軸方向に反結合側の軸受の外側に配される（特許文献１参照）。

特許６６１８９５５号公報

冷却器内は、軸方向に、反結合側軸受に近い側の第１の内扇により駆動される冷却用気体が流れる第１の領域と、結合側軸受に近い側の第２の内扇により駆動される冷却用気体が流れる第２の領域とに大別される。

この場合、第１の内扇と第２の内扇の性能が同じであれば、第１の領域と第２の領域は、それぞれ軸方向に冷却器を２等分した領域となる。

一方、冷却管内の冷却媒体は、外扇に駆動されて、軸方向の一方から冷却管に流入し、軸方向の反対側で冷却管から流出する。冷却媒体は、冷却管に流入して以降、軸方向に流れるに従って、冷却管外の冷却用気体と熱交換して冷却用気体から熱を受け入れることにより、次第にその温度は上昇する。すなわち、第１の領域における冷却媒体に比べて、第２の領域における冷却媒体の方が、温度が高い。

すなわち、第１の領域における冷却用気体と冷却媒体との温度差に比べて、第２の領域における冷却用気体と冷却媒体との温度差が小さい状態となる。この結果、第２の領域における交換熱量が第１の領域における交換熱量より少なくなり、冷却効率が低下する要因となっている。

そこで、本発明は、簡素化された構成により全閉外扇形回転電機の冷却効率を確保することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明に係る冷却器は、軸方向に延びたロータシャフトと前記ロータシャフトに取り付けられた回転子鉄心を有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に配された固定子と、前記固定子の外側で前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、前記フレーム内の反結合側内扇および結合側内扇と、外扇とを備える全閉外扇形回転電機において、前記反結合側内扇および前記結合側内扇により駆動される冷却用気体と、前記外扇により駆動される冷却媒体との熱交換をする冷却器であって、互いに平行に配されて前記軸方向に直線的に延びて両端で外気に連通し、前記フレーム内を冷却する前記冷却用気体を冷却する複数の冷却管と、前記複数の冷却管を収納する冷却器カバーと、を具備し、前記冷却管は、前記反結合側内扇により駆動される前記冷却用気体が流れる反結合側領域における伝熱面積が、前記結合側内扇により駆動される前記冷却用気体が流れる結合側領域における伝熱面積に比較して小さい、ことを特徴とする。

また、本発明に係る全閉外扇形回転電機は、軸方向に延びて回転可能に軸支されたロータシャフトと前記ロータシャフトの径方向外側に設けられた回転子鉄心とを有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を前記軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、前記回転子鉄心と前記固定子とを収納するフレームと、前記ロータシャフトの前記回転子鉄心を挟んで前記軸方向の両側で前記ロータシャフトを軸支する反結合側軸受および結合側軸受と、前記反結合側軸受および前記結合側軸受を固定支持し前記フレームの前記軸方向の両側に接続する反結合側軸受ブラケットおよび結合側軸受ブラケットと、前記ロータシャフトの前記回転子鉄心と前記反結合側軸受との間に配されて冷却用気体を駆動する反結合側内扇と、前記ロータシャフトの前記回転子鉄心と前記結合側軸受との間に配されて前記冷却用気体を駆動する結合側内扇と、前記ロータシャフトの前記反結合側軸受の軸方向の外側に配されて、前記冷却器に前記外気を供給する外扇と、互いに平行に配されて前記軸方向に直線的に延びて両端で外気に連通し前記フレーム内を冷却する前記冷却用気体を冷却する複数の冷却管と、前記複数の冷却管を収納する冷却器カバーと、を具備する冷却器と、を備え、前記冷却管は、前記反結合側内扇により駆動される前記冷却用気体が流れる反結合側領域における伝熱面積が、前記結合側内扇により駆動される前記冷却用気体が流れる結合側領域における伝熱面積に比較して小さいことを特徴とする。

本発明によれば、簡素化された構成により全閉外扇形回転電機の冷却効率を確保することが可能となる。

第１の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の構成を示す立断面図である。 第１の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の冷却管を示す縦断面図である。 第２の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の冷却管を示す縦断面図である。 第２の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の冷却管の第１の変形例を示す縦断面図である。 第２の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の冷却管の第２の変形例を示す縦断面図である。 第２の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の冷却管の第３の変形例を示す縦断面図である。 第３の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の冷却管を示す縦断面図である。 第４の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の冷却管を示す縦断面図である。 第５の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の冷却管を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る全閉外扇形回転電機および冷却管について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る全閉外扇形回転電機２００の構成を示す立断面図である。

全閉外扇形回転電機２００は、回転子１０、固定子２０、フレーム４０、冷却器６０を有する。

回転子１０は、軸方向に延びたロータシャフト１１と、ロータシャフト１１の径方向外側に取り付けられた回転子鉄心１２とを有する。ロータシャフト１１は、その一方の端部に、結合対象（図示せず）と結合するための結合部１１ａを有する。結合対象は、全閉外扇形回転電機２００が電動機の場合はたとえばファンやポンプなどの駆動対象回転機器であり、全閉外扇形回転電機２００が発電機の場合はたとえばタービンなどの原動機である。以下、結合部１１ａに向かう方向あるいは結合部１１ａに近い側を結合側、結合側の反対側を反結合側と呼ぶこととする。

ロータシャフト１１は、回転子鉄心１２を挟んだ軸方向の両側を、反結合側軸受３０ａおよび結合側軸受３０ｂにより回転可能に支持されている。ロータシャフト１１の反結合側軸受３０ａと回転子鉄心１２との間には、反結合側内扇５１ａが取り付けられている。また、ロータシャフト１１の結合側軸受３０ｂと回転子鉄心１２との間には、結合側内扇５１ｂが取り付けられている。

固定子２０は、回転子鉄心１２の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心２１と、固定子鉄心２１の径方向内側表面近傍に形成された複数のスロット（図示せず）を貫通する固定子巻線２２とを有する。

フレーム４０は、固定子２０の径方向外側に設けられ、回転子鉄心１２および固定子２０を収納する。フレーム４０の軸方向の両端には、反結合側軸受ブラケット４５ａおよび結合側軸受ブラケット４５ｂが取り付けられている。反結合側軸受ブラケット４５ａは反結合側軸受３０ａを支持し、結合側軸受ブラケット４５ｂは結合側軸受３０ｂを支持する。

固定子２０の軸方向の端部とフレーム４０の内面との間には、それぞれ、仕切り板４２が設けられている。

冷却器６０は、フレーム４０の上方に設けられ、フレーム４０に搭載されている。冷却器６０は、互いに並列に軸方向に延びた複数の冷却管１００、冷却管１００の両端を支持する端板６２ａ、６２ｂ、および冷却管１００を収納する冷却器カバー６３を有する。

フレーム４０、反結合側軸受ブラケット４５ａ、結合側軸受ブラケット４５ｂ、冷却器カバー６３、および端板６２ａ、６２ｂは、互いに相俟って閉空間４０ａを形成する。閉空間４０ａ内には、回転子１０および固定子２０を冷却するための冷却用気体が満たされ、反結合側内扇５１ａおよび結合側内扇５１ｂにより駆動されて閉空間４０ａ内を冷却用気体が循環する。

冷却器カバー６３内の空間とフレーム４０内の空間は、冷却器入口開口６４および２つの冷却器出口開口６５ａ、６５ｂで互いに連通している。冷却器入口開口６４は、フレーム４０の、固定子２０の上方の部分に形成されている。冷却器出口開口６５ａおよび冷却器出口開口６５ｂは、フレーム４０の、それぞれ、反結合側内扇５１ａおよび結合側内扇５１ｂの上方の部分に形成されている。

冷却器カバー６３内には、その底部からその上部の上部連通空間６７を除く高さまで延びて軸方向に垂直な方向に拡がり、冷却器カバー内の上部連通空間６７を除く空間を軸方向に区切るガイド板６６ａおよびガイド板６６ｂが軸方向に互いに間隔をおいて設けられている。

反結合側内扇５１ａおよび結合側内扇５１ｂにより圧送された冷却用気体は、回転子鉄心１２および固定子２０を冷却した後、固定子鉄心２１から径方向外側の軸方向の前後の仕切り板４２に挟まれた領域に流失した後に、上方に流れ、冷却器入口開口６４を経て冷却器６０に流入する。冷却器６０に流入した冷却用気体は、冷却管１００内の冷却媒体である外気と熱交換し冷却されながら冷却管１００の外側を通過し、ガイド板６６ａとガイド板６６ｂの間を上昇する。

今、冷却管１００が配されている空間領域を、軸方向に二分し、反結合側軸受３０ａに近い側を反結合側領域６０ａ、結合側軸受３０ｂに近い側を結合側領域６０ｂと呼ぶこととする。反結合側領域６０ａは、反結合側内扇５１ａに駆動された冷却用気体が主に流れる領域であり、結合側領域６０ｂは、結合側内扇５１ｂに駆動された冷却用気体が主に流れる領域である。

上部連通空間６７に流出した冷却用気体は、軸方向に互いに反対側に分かれて、端板６２ａとガイド板６６ａとの間、および端板６２ｂとガイド板６６ｂとの間をそれぞれ、冷却管１００内の冷却媒体である外気と熱交換し冷却されながら、下降し、それぞれ、冷却器出口開口６５ａおよび冷却器出口開口６５ｂから流出し、フレーム４０内に戻り、ふたたびそれぞれ反結合側内扇５１ａおよび結合側内扇５１ｂに流入する。

ロータシャフト１１の、反結合側軸受３０ａの軸方向外側、すなわち回転子鉄心１２と反対側の部分に、外扇５５が取り付けられている。外扇５５は、外扇カバー５６に収納されている。外扇カバー５６には、外扇５５に外気が流入するための通気孔５６ａが形成されている。また、外扇５５により駆動された外気が、冷却管１００のそれぞれの内側に流入するように、外扇カバー５６の外扇５５の下流側部分は、端板６２ｂと接続している。

外気は、通気孔５６ａから外扇５５に流入し、外扇カバー５６内を通過し、端板６２ａに到達する。端板６２ａに到達した外気は、端板６２ａで開口している各冷却管１００内に流入し、冷却管１００内で管外の冷却用気体から熱を受け温度上昇しながら冷却管１００を通過した後、端板６２ｂでの開口から冷却器６０の外部に流出する。

図２は、第１の実施形態に係る全閉外扇形回転電機２００の冷却管１００を示す縦断面図である。

冷却管１００は、テーパ付き管１１０であり、反結合側の端板６２ａと接続・開放する小径端部１１１から、結合側の端板６２ｂと接続・開放する大径端部１１２まで、径が直線的に増加している。

今、軸方向に、小径端部１１１から大径端部１１２までの距離をｘとし、位置ｘにおける冷却媒体の温度をＴ（ｘ）、外径をＤ（ｘ）、位置ｘにおける冷却管１００の内外の熱還流率をＫ（ｘ）で表すものとする。

熱還流率Ｋ（ｘ）は、次の式（２）により得られる。

１／Ｋ（ｘ）＝１／ｋ_ｉｎ（ｘ）＋ｄ／λ＋１／ｋ_ｏｕｔ ・・・（１）
ここで、ｋ_ｉｎ（ｘ）は冷却管１００の内面における熱伝達係数、ｄは冷却管１００の肉厚、λは冷却管１００の熱伝導率、ｋ_ｏｕｔは冷却管１００の外面における熱伝達係数である。

冷却管１００の内面における熱伝達率ｋ_ｉｎ（ｘ）がｘの関数であるのは、熱伝達係数が流体の流速をｖとした場合に、ｖ^ｈに依存するためであり、ｈはたとえば０．６ないし０．８程度である。ｘが増加するにつれて冷却管１００の流路断面積が増加するためｖが減少するので、冷却管１００の内面における熱伝達率ｋ_ｉｎ（ｘ）は低下する。この結果、熱還流率Ｋ（ｘ）は減少する。

軸方向にｄｘの長さの範囲での、冷却管１００の外側の冷却用気体から、冷却管１００内の冷却媒体への熱移動量ｄＱは、次の式（１）により与えられる。

ｄＱ＝Ｋ（ｘ）・２πＤ（ｘ）ｄｘ・（Ｔ（ｘ）−Ｔａ） ・・・（２）
ここで、反結合側領域６０ａにおける交換熱量Ｑ１および結合側領域における交換熱量Ｑ２は、それぞれ、次の式（３）、式（４）により与えられる。

Ｑ１＝∫ｄＱ＝∫Ｋ（ｘ）・２πＤ（ｘ）・（Ｔ（ｘ）−Ｔａ）ｄｘ ・・・（３）
ただし、積分範囲は、ｘ＝０からＬ／２まで。

Ｑ１＝∫ｄＱ＝∫Ｋ（ｘ）・２πＤ（ｘ）・（Ｔ（ｘ）−Ｔａ）ｄｘ ・・・（４）
ただし、積分範囲は、ｘ＝Ｌ／２からＬまで。

ここで、ｘ１およびｘ２をそれぞれ反結合側領域に属する位置、結合ｘ１およびｘ２のそれぞれについての各関数値の大小関係は以下のようになる。

ｋ_ｉｎ（ｘ１）＞ｋ_ｉｎ（ｘ２） ・・・（５）
（３）の結果、Ｋ（ｘ１）＞Ｋ（ｘ２） ・・・（６）
Ｄ（ｘ１）＜Ｄ（ｘ２） ・・・（７）
（Ｔ（ｘ１）−Ｔａ）＜（Ｔ（ｘ１）−Ｔａ） ・・・（８）
式（６）から式（８）より、Ｑ１＝Ｑ２となるようなＤ（ｘ１）とＤ（ｘ２）の関係は存在する。すなわち、反結合側領域６０ａにおける伝熱面積を、結合側領域６０ｂにおける伝熱面積よりも小さくして、適切な値に設定することができる。

このように、テーパ付き管１１０が、反結合側領域６０ａにおける冷却管要素１０１と、結合側領域における冷却管要素１０１との、２つの冷却管要素１０１を有するという見方をすれば、それぞれの冷却管要素１０１についてＤ（ｘ１）とＤ（ｘ２）を設定することにより、反結合側領域６０ａにおける冷却管要素１０１の交換熱量Ｑ１と、結合側領域における冷却管要素１０１の交換熱量Ｑ２とを、等しくすることにより、全閉外扇形回転電機２００の冷却効率の低下を抑制し、冷却効率を確保することができる。

［第２の実施形態］
図３は、第２の実施形態に係る全閉外扇形回転電機２００の冷却管１００ａを示す縦断面図である。

本第２の実施形態は、第１の実施形態の変形であり、冷却管１００ａの構成のみが異なる。

冷却管１００ａは、第１の実施形態と同様のテーパ付き管１１０に加え、複数の内側環状放熱板１２１を有する。

複数の内側環状放熱板１２１は、中央に冷却媒体の流路としての環状板であり、テーパ付き管１１０の長手方向に互いに間隔をおいてテーパ付き管１１０の内面に取り付けられている。

内側環状放熱板１２１が設けられていることにより、第１の効果としては、単位長さ当たりの伝熱面積が増加する。また、第２の効果としては、内側環状放熱板１２１により、冷却管１００ａ内を流れる冷却媒体の流れの様相がより乱れ、冷却管１００ａ内側の熱伝達率が向上する。

一方、第３の効果としては、マイナス側の効果であるが、冷却媒体の流れの流動抵抗が増大する。この問題を解決するためには、変形例として、内側環状放熱板１２１に代えて、テーパ付き管１１０の長手方向に延びた細長い平板を、周方向に互いに間隔をおいて取り付ける方式であってもよい。

本実施形態による冷却管１００ａは、特に伝熱面積の増大の効果がある。

図４は、第２の実施形態に係る全閉外扇形回転電機２００の冷却管の第１の変形例を示す縦断面図である。

この第１の変形例における冷却管１００ｂは、内側スパイラル放熱板１２２を有する。内側スパイラル放熱板１２２は、１枚の長尺の板をらせん状に形成して、テーパ付き管１１０の内側に取り付けたものである。このように形成した場合、テーパ付き管１１０の内側に、内側スパイラル放熱板１２２を挿入し、固定すればよいため、第２の実施形態における冷却管１００ａに比べて製作上の負担が軽減される。

図５は、第２の実施形態に係る全閉外扇形回転電機２００の冷却管の第２の変形例を示す縦断面図である。

この第２の変形例における冷却管１００ｃは、複数の環状突起部１３１を有する。複数の環状突起部１３１は、互いに間隔をおいて長手方向に配されている。それぞれの環状突起部１３１の断面は、三角形である。なお、断面形状はこれに限らず、たとえば半円形状等でもよい。本第２の変形例によれば、冷却媒体の流れに伴う圧力損失が減少する。

図６は、第２の実施形態に係る全閉外扇形回転電機２００の冷却管の第３の変形例を示す縦断面図である。

この第３の変形例における冷却管１００ｄは、スパイラル突起部１３２を有する。スパイラル突起部１３２は、１枚の長尺の断面が三角形の棒材をらせん状に形成して、テーパ付き管１１０の内側に取り付けたものである。このように形成した場合、テーパ付き管１１０の内側に、スパイラル突起部１３２を挿入し、固定すればよいため、第２の実施形態における冷却管１００ａに比べて製作上の負担が軽減される。また、冷却媒体の流れに伴う圧力損失が減少する。

［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態に係る全閉外扇形回転電機２００の冷却管１００ｅを示す縦断面図である。

本第３の実施形態は、第２の実施形態の変形であり、冷却管１００ｅの構成のみが異なる。

冷却管１００ｅは、第２の実施形態における複数の内側環状放熱板１２１に代えて、複数の長手方向放熱板１４１を有する。

複数の長手方向放熱板１４１は、長手方向に延びて、周方向に互いに間隔をおいてテーパ付き管１１０の内面に取り付けられている。

このように形成された長手方向放熱板１４１は、冷却媒体の流れ方向に沿って取り付けられていることから、冷却媒体の流れによる圧力損失はより軽減される。また、長手方向放熱板１４１は、その両面が、冷却媒体に接することから、伝熱面積が確保される。

［第４の実施形態］
図８は、第４の実施形態に係る全閉外扇形回転電機の冷却管１００ｆを示す縦断面図である。

本実施形態は、第２の実施形態の変形である。本実施形態による冷却管１００ｆは、第２の実施形態における冷却管１００ａが有する複数の内側環状放熱板１２１に代えて、複数の外側放熱板１５１を有する。複数の外側放熱板１５１は、円環状の円形の平板であり、軸方向に互いに間隔をおいて、テーパ付き管１１０の外面に取り付けられている。

このように形成された冷却管１００ｆにおいては、テーパ付き管１１０の内側を冷却媒体が流れることによる圧力損は小さい。また、冷却管１００ｆの外側を流れる冷却用気体は、下方から上方、あるいは上方から下方に向かって流れることから、外側放熱板１５１は、冷却用気体の流れ方向に沿っている。この結果、冷却用気体の流れによる圧力損失は小さい。

このように、冷却用気体および冷却媒体の流れを妨げることなく、伝熱面積を増加させることができる。

［第５の実施形態］
図９は、第５の実施形態に係る全閉外扇形回転電機２００の冷却管１００ｇを示す縦断面図である。

本実施形態は、第１の実施形態の変形である。本第５の実施形態における冷却管１００ｇは、段付き管１６０である。

段付き管１６０は、小径管１６１、大径管１６２、および小径管１６１と大径管１６２とを接続する接続部１６３とを有する。小径管１６１は、反結合側領域６０ａに配されており、大径管１６２は、結合側領域６０ｂに配されている。

このように構成された段付き管１６０においては、反結合側領域６０ａにおける冷却管要素１０１の伝熱面積が、結合側領域６０ｂにおける冷却管要素１０１の伝熱面積よりも小さい。

なお、図９では、小径管１６１と大径管１６２の２種類の径の管が設けられている場合を例にとって示したが、これに限定されない。すなわち、さらに径の異なる冷却管要素１０１が、反結合側領域６０ａから結合側領域６０ｂに向かって、小径側から大径側に順次配される場合であってもよい。このような構成でも、反結合側領域６０ａにおける冷却管要素１０１の合計の伝熱面積を、結合側領域６０ｂにおける冷却管要素１０１の合計の伝熱面積よりも小さくすることができる。

このような本実施形態に係る冷却管１００ｇのような段付き管１６０は、それぞれは径が一定の管であることから、製造上は、これらをレデューサで接続することのみで成立し、製造上の負担は小さい。

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、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。

たとえば、実施形態では冷却管のテーパ付き管および段付き管がそれぞれ円管の場合を例にとって示したが、これに限定されない、たとえば、断面が多角形あるいは楕円形等、円形以外の場合であってもよい。また、多角形の場合に角部に丸みを帯びた場合であってもよい。

また、実施形態においては、横置型の回転電機の場合を例にとって示したが、立置型の場合であってもよい。また、実施形態においては、２台の内扇が設けられている場合を例にとって示したが、内扇が１台の場合であってもよい。

また、実施形態は、組み合わせてもよい。たとえば、第５の実施形態に、第２ないし第４の実施形態のそれぞれの特徴を組み合わせてもよい。

さらに、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。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。

１０…回転子、１１…ロータシャフト、１１ａ…カップリング部、１２…回転子鉄心、２０…固定子、２１…固定子鉄心、２２…固定子巻線、３０ａ…反結合側軸受、３０ｂ…結合側軸受、４０…フレーム、４０ａ…閉空間、４２…仕切り板、４５ａ…反結合側軸受ブラケット、４５ｂ……結合側軸受ブラケット、５１ａ…反結合側内扇、５１ｂ…結合側内扇、５５…外扇、５６…外扇カバー、５６ａ…外気取り入れ口、６０…冷却器、６０ａ…反結合側領域、６０ｂ…結合側領域、６２ａ、６２ｂ…端板、６３…冷却器カバー、６４…冷却器入口開口、６５ａ、６５ｂ…冷却器出口開口、６６ａ、６６ｂ…ガイド板、６７…上部連通空間、１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ、１００ｇ…冷却管、１０１…冷却管要素、１１０…テーパ付き管、１１１…小径端部、１１２…大径端部、１２１…内側環状放熱板、１２２…内側スパイラル放熱板、１３１…環状突起部、１３２…スパイラル突起部、１４１…長手方向放熱板、１５１…外側放熱板、１６０…段付き管、１６１…小径管、１６２…大径管、１６３…接続部、２００…全閉外扇形回転電機

Claims (9)

1. 軸方向に延びたロータシャフトと前記ロータシャフトに取り付けられた回転子鉄心を有する回転子と、前記回転子鉄心の径方向外側に配された固定子と、前記固定子の外側で前記回転子鉄心と前記固定子を収納するフレームと、前記フレーム内の反結合側内扇および結合側内扇と、外扇とを備える全閉外扇形回転電機において、前記反結合側内扇および前記結合側内扇により駆動される冷却用気体と、前記外扇により駆動される冷却媒体との熱交換をする冷却器であって、
   互いに平行に配されて前記軸方向に直線的に延びて両端で外気に連通し、前記フレーム内を冷却する前記冷却用気体を冷却する複数の冷却管と、
   前記複数の冷却管を収納する冷却器カバーと、
   を具備し、
   前記冷却管は、前記反結合側内扇により駆動される前記冷却用気体が流れる反結合側領域における伝熱面積が、前記結合側内扇により駆動される前記冷却用気体が流れる結合側領域における伝熱面積に比較して小さい、
   ことを特徴とする冷却器。
2. 前記冷却管は、長手方向に断面積が連続的に増加するテーパ付き管を有することを特徴とする請求項１に記載の冷却器。
3. 前記冷却管は、長手方向に断面積が一定の冷却管要素を順次断面積が小さい順に配されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却器。
4. 前記冷却管は、内面に取り付けられた部材を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の冷却器。
5. 前記部材は、長手方向に互いに間隔をもって配されていることを特徴とする請求項４に記載の冷却器。
6. 前記部材は、長手方向に延びたらせん状であることを特徴とする請求項４に記載の冷却器。
7. 前記冷却管は、長手方向延びて周方向に互いに間隔をもって配されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の冷却器。
8. 前記部材は、外面に取り付けられた部材を有することを特徴とする請求項４に記載の冷却器。
9. 軸方向に延びて回転可能に軸支されたロータシャフトと前記ロータシャフトの径方向外側に設けられた回転子鉄心とを有する回転子と、
   前記回転子鉄心の径方向外側に設けられた円筒状の固定子鉄心と、前記固定子鉄心内を前記軸方向に貫通する固定子巻線とを有する固定子と、
   前記回転子鉄心と前記固定子とを収納するフレームと、
   前記ロータシャフトの前記回転子鉄心を挟んで前記軸方向の両側で前記ロータシャフトを軸支する反結合側軸受および結合側軸受と、
   前記反結合側軸受および前記結合側軸受を固定支持し前記フレームの前記軸方向の両側に接続する反結合側軸受ブラケットおよび結合側軸受ブラケットと、
   前記ロータシャフトの前記回転子鉄心と前記反結合側軸受との間に配されて冷却用気体を駆動する反結合側内扇と、
   前記ロータシャフトの前記回転子鉄心と前記結合側軸受との間に配されて前記冷却用気体を駆動する結合側内扇と、
   前記ロータシャフトの前記反結合側軸受の軸方向の外側に配されて、前記冷却器に前記外気を供給する外扇と、
   互いに平行に配されて前記軸方向に直線的に延びて両端で外気に連通し前記フレーム内を冷却する前記冷却用気体を冷却する複数の冷却管と、前記複数の冷却管を収納する冷却器カバーと、を具備する冷却器と、
   を備え、
   前記冷却管は、前記反結合側内扇により駆動される前記冷却用気体が流れる反結合側領域における伝熱面積が、前記結合側内扇により駆動される前記冷却用気体が流れる結合側領域における伝熱面積に比較して小さいことを特徴とする全閉外扇形回転電機。

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