JP2571302Y2 - 高速回転電機の冷却装置 - Google Patents
高速回転電機の冷却装置Info
- Publication number
- JP2571302Y2 JP2571302Y2 JP5685592U JP5685592U JP2571302Y2 JP 2571302 Y2 JP2571302 Y2 JP 2571302Y2 JP 5685592 U JP5685592 U JP 5685592U JP 5685592 U JP5685592 U JP 5685592U JP 2571302 Y2 JP2571302 Y2 JP 2571302Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- supply pipe
- shaft
- speed rotating
- refrigerant supply
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、ターボファン等の高速
回転機械を駆動する高速回転電機の冷却装置に関する。
回転機械を駆動する高速回転電機の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高速回転電機は高速回転時の軸受
における摩擦を低減するため、ロータを支持しているシ
ャフトをロータの両側で磁気軸受によって非接触状態で
支持している。そのため、ロータから発生する損失熱は
ロータおよびシャフトの表面から空気を介して冷却され
ることになり、冷却効率が悪いので、ロータの周囲に冷
却液を通した冷却管を配置したり、冷却空気を強制的に
ロータに吹きつけたりして、ロータを冷却しているもの
がある。また、ロータを支持しているシャフトの中心に
軸方向に冷却孔を設け、その中に冷却水管を装入し、軸
受等の支持部材によって冷却水管を冷却孔の中に支持
し、外部から冷却水管を通して冷却水を冷却水管の先端
から冷却孔の中に排出し、ロータ部分を直接冷却して、
熱を吸収した冷却水を冷却水管の外側を通してシャフト
の外に排出するものが開示されている（例えば、実公昭
４４−１２４８１号、特公昭４９−２５５６１号）。
における摩擦を低減するため、ロータを支持しているシ
ャフトをロータの両側で磁気軸受によって非接触状態で
支持している。そのため、ロータから発生する損失熱は
ロータおよびシャフトの表面から空気を介して冷却され
ることになり、冷却効率が悪いので、ロータの周囲に冷
却液を通した冷却管を配置したり、冷却空気を強制的に
ロータに吹きつけたりして、ロータを冷却しているもの
がある。また、ロータを支持しているシャフトの中心に
軸方向に冷却孔を設け、その中に冷却水管を装入し、軸
受等の支持部材によって冷却水管を冷却孔の中に支持
し、外部から冷却水管を通して冷却水を冷却水管の先端
から冷却孔の中に排出し、ロータ部分を直接冷却して、
熱を吸収した冷却水を冷却水管の外側を通してシャフト
の外に排出するものが開示されている（例えば、実公昭
４４−１２４８１号、特公昭４９−２５５６１号）。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】ところが、前者の構成
では、ロータと冷却空気との熱伝達係数が小さく、冷却
能力に限界が生じて回転電機の出力密度を大きく上げる
ことができなかった。また、後者の構成では、冷却水管
がシャフトの冷却孔の中に支持部材を介して支持されて
いるため、シャフトが高速回転すると、支持部材におけ
る摩擦による発熱が大きくなり、支持部材が摩耗した
り、シャフトの間で焼き付きを起こしたり、振動が発生
したりするという欠点があった。本考案は、冷却管とシ
ャフトを非接触で支持して、安定した冷却作用をもたら
す高速回転電機の冷却装置を提供することを目的とする
ものである。
では、ロータと冷却空気との熱伝達係数が小さく、冷却
能力に限界が生じて回転電機の出力密度を大きく上げる
ことができなかった。また、後者の構成では、冷却水管
がシャフトの冷却孔の中に支持部材を介して支持されて
いるため、シャフトが高速回転すると、支持部材におけ
る摩擦による発熱が大きくなり、支持部材が摩耗した
り、シャフトの間で焼き付きを起こしたり、振動が発生
したりするという欠点があった。本考案は、冷却管とシ
ャフトを非接触で支持して、安定した冷却作用をもたら
す高速回転電機の冷却装置を提供することを目的とする
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本考案は、非接触軸受に
より支持されたシヤフトに固定されたロータと、前記シ
ャフトの一方端面に開口し軸方向に伸びる同心状の冷却
孔と、前記冷却孔の中に挿入された冷媒供給管と、前記
冷媒供給管に接続された冷媒供給装置とを備えた高速回
転電機の冷却装置において、前記冷媒供給管の先端をノ
ズル状に形成し、かつ先端部付近で径方向に放射状に貫
通する複数の小径の噴出孔を設けたものである。
より支持されたシヤフトに固定されたロータと、前記シ
ャフトの一方端面に開口し軸方向に伸びる同心状の冷却
孔と、前記冷却孔の中に挿入された冷媒供給管と、前記
冷媒供給管に接続された冷媒供給装置とを備えた高速回
転電機の冷却装置において、前記冷媒供給管の先端をノ
ズル状に形成し、かつ先端部付近で径方向に放射状に貫
通する複数の小径の噴出孔を設けたものである。
【０００５】
【作用】先端部付近に径方向に放射状に貫通する複数の
噴出孔を設けた冷媒供給管をシャフトに設けた冷却孔に
挿入してあるので、冷媒供給装置から冷媒を冷媒供給管
に供給すると、冷媒供給管に設けた噴出孔から冷媒が径
方向に噴出して冷却孔の内面に当たり、冷媒供給管が冷
媒の噴出圧力によって流体軸受と同様に支持され、冷媒
供給管と冷却孔との間の間隙が維持される。一方、冷媒
供給管の先端のノズル部からは、軸方向に主冷媒が冷却
孔に噴出する。したがって、冷媒供給管と冷却孔の内壁
とが直接接触することなく、シャフトが高速回転でき、
摩擦による発熱や摩耗がなく、振動の発生も生じること
なくロータを効果的に冷却することができる。
噴出孔を設けた冷媒供給管をシャフトに設けた冷却孔に
挿入してあるので、冷媒供給装置から冷媒を冷媒供給管
に供給すると、冷媒供給管に設けた噴出孔から冷媒が径
方向に噴出して冷却孔の内面に当たり、冷媒供給管が冷
媒の噴出圧力によって流体軸受と同様に支持され、冷媒
供給管と冷却孔との間の間隙が維持される。一方、冷媒
供給管の先端のノズル部からは、軸方向に主冷媒が冷却
孔に噴出する。したがって、冷媒供給管と冷却孔の内壁
とが直接接触することなく、シャフトが高速回転でき、
摩擦による発熱や摩耗がなく、振動の発生も生じること
なくロータを効果的に冷却することができる。
【０００６】
【実施例】本考案を図に示す実施例について説明する。
図１はターボファンを駆動する高速モータに本考案を適
用した場合の実施例を示す側断面図で、中空円筒状のフ
レーム１の内側にステータ２を設け、ステータ２の内側
に空隙を介してロータ３を設けてある。ステータ２の軸
方向の両側でフレーム１の内側にラジアル磁気軸受４、
４’およびスラスト磁気軸受５を固定し、ロータ３を固
定したシャフト３１を非接触で支持してある。フレーム
１の両端面にはブラケット１１、１２を設け、補助軸受
１３を介して停止時のシャフト３１を支持するようにし
てある。シャフト３１には一方の端面３２に開口し、ロ
ータ３の固定部にまで軸方向に伸びる同心状の冷却孔３
３を設けてある。また、シャフト３１の両端にはインペ
ラ６、６’を固定し、インペラ６、６’を囲むケーシン
グ７、７’をそれぞれブラケット１１、１２に固定して
ある。冷却孔３３の中には冷却孔３３の内周との間に隙
間ができる冷媒供給管８を挿入し、冷媒供給管８の先端
をノズル８２状に形成すると共に、ロータ３の固定部付
近まで挿入される冷媒供給管８の一方の先端部付近には
複数の径方向に放射状に貫通する複数の、直径が０．５
〜１ｍｍ程度の径の小さい噴出孔８１を設けてある。冷
媒供給管８の他方端はほぼ９０度曲げられてケーシング
７に固定され、図示しない冷媒供給装置に接続してあ
る。インペラ６の端面には冷却孔３３の外周を囲む排出
管９を設け、ケーシング７に固定して図示しない冷媒タ
ンクに接続してある。排出管９の端面はインペラの端面
に設けたリング状の溝６１の中に挿入されて、メカニカ
ルシールを形成している。高速モータを運転する時は、
冷媒供給装置から冷却水、冷却空気やフロン等の冷媒を
所定の圧力をもって冷媒供給管８に供給し、冷媒供給管
８の先端孔８２から冷媒の主流が排出されると共に、先
端部付近に設けた噴出孔８１から冷媒の副流を噴出させ
る。そうすると、冷媒は冷却孔３３の内壁に吹きつけら
れ、冷媒供給管８を冷媒の噴出圧力によって支持して冷
媒供給管８と冷却孔３３との間の間隙を維持すると共
に、高温のロータから熱を奪って気化し、冷却孔３３に
沿って軸端に向かい、排出管９を通って排出される。
図１はターボファンを駆動する高速モータに本考案を適
用した場合の実施例を示す側断面図で、中空円筒状のフ
レーム１の内側にステータ２を設け、ステータ２の内側
に空隙を介してロータ３を設けてある。ステータ２の軸
方向の両側でフレーム１の内側にラジアル磁気軸受４、
４’およびスラスト磁気軸受５を固定し、ロータ３を固
定したシャフト３１を非接触で支持してある。フレーム
１の両端面にはブラケット１１、１２を設け、補助軸受
１３を介して停止時のシャフト３１を支持するようにし
てある。シャフト３１には一方の端面３２に開口し、ロ
ータ３の固定部にまで軸方向に伸びる同心状の冷却孔３
３を設けてある。また、シャフト３１の両端にはインペ
ラ６、６’を固定し、インペラ６、６’を囲むケーシン
グ７、７’をそれぞれブラケット１１、１２に固定して
ある。冷却孔３３の中には冷却孔３３の内周との間に隙
間ができる冷媒供給管８を挿入し、冷媒供給管８の先端
をノズル８２状に形成すると共に、ロータ３の固定部付
近まで挿入される冷媒供給管８の一方の先端部付近には
複数の径方向に放射状に貫通する複数の、直径が０．５
〜１ｍｍ程度の径の小さい噴出孔８１を設けてある。冷
媒供給管８の他方端はほぼ９０度曲げられてケーシング
７に固定され、図示しない冷媒供給装置に接続してあ
る。インペラ６の端面には冷却孔３３の外周を囲む排出
管９を設け、ケーシング７に固定して図示しない冷媒タ
ンクに接続してある。排出管９の端面はインペラの端面
に設けたリング状の溝６１の中に挿入されて、メカニカ
ルシールを形成している。高速モータを運転する時は、
冷媒供給装置から冷却水、冷却空気やフロン等の冷媒を
所定の圧力をもって冷媒供給管８に供給し、冷媒供給管
８の先端孔８２から冷媒の主流が排出されると共に、先
端部付近に設けた噴出孔８１から冷媒の副流を噴出させ
る。そうすると、冷媒は冷却孔３３の内壁に吹きつけら
れ、冷媒供給管８を冷媒の噴出圧力によって支持して冷
媒供給管８と冷却孔３３との間の間隙を維持すると共
に、高温のロータから熱を奪って気化し、冷却孔３３に
沿って軸端に向かい、排出管９を通って排出される。
【０００７】
【考案の効果】以上述べたように、本考案によれば、冷
媒の冷媒供給管は、シャフトと非接触に保持されてお
り、冷媒供給管の先端部付近に設けた噴出孔から噴出す
る冷媒を冷却孔内面に当てて冷却するので、冷媒供給管
とシャフトの間での摩擦による発熱や摩耗がなく、振動
も発生することなく、安定した冷却作用をもたらす高速
回転電機の冷却装置を提供できる効果がある。
媒の冷媒供給管は、シャフトと非接触に保持されてお
り、冷媒供給管の先端部付近に設けた噴出孔から噴出す
る冷媒を冷却孔内面に当てて冷却するので、冷媒供給管
とシャフトの間での摩擦による発熱や摩耗がなく、振動
も発生することなく、安定した冷却作用をもたらす高速
回転電機の冷却装置を提供できる効果がある。
【図１】本考案の実施例を示す側断面図である。
１ フレーム ２ ステータ ３ ロータ ３１ シャフト ３２ 端面 ３３ 冷却孔 ４、４’ラジアル磁気軸受 ５ スラスト磁気軸受 ６、６’ インペラ ７、７’ ケーシング ８ 冷媒供給管 ８１ 噴出孔 ８２ ノズル ９ 排出管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 千馬 隆之 (56)参考文献 特開 平３−82356（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−197237（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−128464（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−40512（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−25561（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭44−12481（ＪＰ，Ｙ１)
Claims (1)
- 【請求項１】 非接触軸受により支持されたシヤフトに
固定されたロータと、前記シャフトの一方端面に開口し
軸方向に伸びる同心状の冷却孔と、前記冷却孔の中に挿
入された冷媒供給管と、前記冷媒供給管に接続された冷
媒供給装置とを備えた高速回転電機の冷却装置におい
て、前記冷媒供給管の先端をノズル状に形成し、かつ先
端部付近で径方向に放射状に貫通する複数の小径の噴出
孔を設けたことを特徴とする高速回転電機の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5685592U JP2571302Y2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 高速回転電機の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5685592U JP2571302Y2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 高速回転電機の冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613370U JPH0613370U (ja) | 1994-02-18 |
| JP2571302Y2 true JP2571302Y2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=13039033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5685592U Expired - Fee Related JP2571302Y2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 高速回転電機の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2571302Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE50102009D1 (de) * | 2000-10-09 | 2004-05-19 | Siemens Ag | Einrichtung mit rotor und magnetlager zur berührungslosen lagerung des rotors |
| JP5234580B2 (ja) * | 2007-11-08 | 2013-07-10 | 川崎重工業株式会社 | 回転機ロータ冷却装置および方法 |
| CN106716793B (zh) * | 2014-09-04 | 2019-06-25 | M-链接株式会社 | 具备包含圆筒线圈的定子的无铁心旋转电力机构及其冷却方法 |
-
1992
- 1992-07-20 JP JP5685592U patent/JP2571302Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0613370U (ja) | 1994-02-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |