JP4299962B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機に係り、特に巻線形回転子を有する回転子の通風に関する。
【０００２】
【従来の技術】
巻線形回転子を有する回転電機は、回転電機の回転軸である主軸を介して原動機に接続され、原動機に負荷を与えることにより、原動機の回転エネルギーが主軸を介して回転電機の回転子を回転させることによって発電を行うことができる。ここでの負荷の条件によっては、安定して定格速度で原動機を回転させることによる発電運転ができないとき等、運転効率の低い負荷条件での発電運転が余儀なくなされることがある。そこで、巻線形回転子を有する回転電機は、負荷の条件に応じて回転速度を変更可能にし、高効率にて発電運転ができるように製作されている。
【０００３】
図９は、回転軸を鉛直とするこのような巻線形回転電機の要部立断面図を示すものであり、図中の矢印は、回転電機の内部を循環し、機内を冷却する冷媒の流れを表している。回転電機は、大別して、図示を省略した回転軸である主軸に結合された回転子１と、同じく図示を省略してある発電設備の基礎に据付けられた固定子２とからなる。回転子１は、主軸から回転子スポーク３を介して回転子鉄心４を備えており、この回転子鉄心４の外周側面には、回転子の巻線（回転子巻線）５を埋設するために回転軸方向に形成された複数の溝部を有している。この複数の溝部に埋設された複数の回転子巻線５は、図示しない楔により固定されるが、回転子鉄心４から回転軸方向に突出した部位における回転子巻線５は、回転子の巻線端部（回転子巻線端部）６において、Ｕボルト７により固定される。固定の方法については後述する。
【０００４】
一方、固定子２は、固定子枠８を介して固定子鉄心９を備えており、この固定子鉄心９にも回転子鉄心と同様に複数の溝部を設け、固定子巻線１０を埋設し、その端部においては固定子の巻線端部（固定子巻線端部）１１を形成している。固定子巻線端部１１には、回転電機の運転に際して回転子のように遠心力が作用しないので、回転子巻線端部６を固定するＵボルト７は設けられない。
【０００５】
図１０は、図９の巻線形回転子の巻線端部付近の模式的拡大立断面図である。
回転子鉄心４の端部の回転子巻線端部６の内周側には、回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置された支え部である支持環支え部１２を設けている。回転子巻線端部６と支持環支え部１２との間には、支持環１３が間隔片を介して回転軸方向に積層され、嵌め込まれる。そして、「Ｕ」字の形状であって、両端部をナットにより締め付け可能に形成されたＵボルト７は、巻線端部６の外側から順次、回転子巻線５、支持環１３を挟むように端部が挿し込まれ、支持環１３の内径側にてサドル１４を介して端部がナットにより固定される。こうして回転子巻線端部６がＵボルト７により支持環１３に固定され、この支持環１３の内径側が回転軸の周方向にわたって鉄心４の端部に固定された支持環支え部１２に固定されることから、結果として、回転子１が回転したときに作用する遠心力に対しての抗力を備えるように構成されている。
【０００６】
回転電機の運転状態にあっては、回転子、固定子のそれぞれに設けられた巻線が通電され、そこでジュール熱が生じることで機内の温度が上昇する。これは、図示を省略したカバーにより回転電機が密閉されているためである。機内の温度が上昇すると、巻線の絶縁被覆等に悪影響を及ぼすことから、機内の冷媒を循環させ、機内に設けた冷却器１５を通過させることで機内の温度を下げている。こうした冷媒の循環経路は、図９の循環経路Ａをはじめとして以下に示される。すなわち、冷却器１５から流出した冷媒は、回転子１が回転することによるファン効果により、回転子１の中心側（図９の左方向）に導かれ、回転子鉄心４内に流入し、回転子鉄心４とともに回転子巻線５を冷却して、回転子鉄心４と固定子鉄心９とで形成されるエアギャップ部１６に導かれる。エアギャップ部１６に導かれた冷媒の一部は、固定子鉄心９に流入し、固定子鉄心９および固定子巻線１０を冷却した後、冷却器１５に至る経路で機内を循環する。
【０００７】
また、一方で、エアギャップ部１６に導かれた残りの冷媒は、エアギャップ部１６に沿って回転軸方向に流れ、鉄心端部に導かれる。鉄心端部に導かれた冷媒は、通風経路Ｂに示すように、回転子巻線端部６や固定子巻線端部１１と熱交換した後、冷却器１５に至る経路で機内を循環する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回転電機の運転による回転子１の回転に伴い、回転子巻線端部６を固定している一連の巻線支え構造１７のファン効果によって、エアギャップ部１６に沿って鉄心端部に導かれた冷媒が、通風経路Ｂを経て循環せず、冷却器１５を経由しない循環経路Ｃを形成することがある。この循環経路Ｃを形成するような状態で回転電機の運転を行うと、機内の冷媒が冷却器１５を経由しないことから、熱せられた冷媒が回転子巻線端部６を過熱することになるので、回転子巻線端部６の絶縁材料に悪影響を及ぼす懸念がある。また、冷媒が循環経路Ｃをループすることから、他の部位と比較して、巻線支え構造１７を通過する冷媒の流量が相対的に過剰となるため、巻線支え構造１７での風損が大きくなる。
【０００９】
これらの問題は、現時点において、回転子巻線端部６を固定する方法がＵボルトを用いる巻線支え構造１７を用いた場合に生じることがある特有なものである。すなわち、回転子巻線端部６の固定に際して、Ｕボルトによるものでなく、バインド線を用いた場合は、回転子巻線端部６の脱着に工数はかかるものの、巻線端部を網目状に組み合わせることで形成される空隙部が、バインド線で縛ることでその空隙部を封鎖する。このため、空隙部が封鎖されることにより循環経路Ｃは形成されない。
【００１０】
なお、機内の冷却を行う公知技術として、特開平７−２４１０５９号公報や実公平７−１５３２９号公報などが知られており、回転子の両端部に設けられたファンによって発生する冷媒の流れを調整して冷却能力を向上させることが記載されているが、両者のいずれも、冷却器を設けた機内で冷媒を循環する必要がない点、回転子巻線端部に供給する冷媒の流量を制御できない点、さらに、Ｕボルトにより保持する回転子巻線端部を有する回転子を備えないことから巻線支え構造１７に生じる循環経路Ｃが形成されない点で、本発明とは目的が異なる。
【００１１】
本発明の目的は、回転子巻線端部６を相互に網目状に組み合わせ、かつ網目状の空隙部を形成して保持された回転子巻線端部６の適正な冷却、冷媒の供給が可能な回転電機を得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る回転電機は、固定子鉄心とこの固定子鉄心を支持する固定子枠とで形成される固定子と、前記固定子鉄心から回転軸方向に突出した固定子の巻線端部と、回転子鉄心から回転軸方向に突出した巻線端部を網目状に組み合わせることで空隙部を形成しつつ前記巻線端部を保持する巻線形の回転子とを有し、前記回転子の巻線端部は前記巻線端部の内周側に設けられ回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置され前記回転子鉄心に固定された支え部により保持され、前記固定子鉄心と前記回転子鉄心とで形成されるエアギャップ部と前記固定子の巻線端部周囲の間隙と前記回転子の巻線端部周囲の間隙とが連通しており、内部の冷媒が前記回転子鉄心と回転子巻線を冷却しエアギャップ部に導かれた後、一部の前記冷媒は前記固定子鉄心と固定子巻線を冷却し、前記エアギャップ部に導かれた一部の前記冷媒は前記エアギャップ部に沿って回転軸方向に流れるように構成された回転電機において、前記固定子枠に設けられ前記固定子の巻線端部を前記回転子の巻線端部に接触させずに包囲するように形成された通風調整板と、この通風調整板に前記回転軸を軸として円筒状に設けられ前記回転子を冷却した前記回転電機の内部の冷媒が前記回転軸側に流入することを防止するための通風調整板突出部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１の回転電機において、通風調整板には、固定子の巻線端部と固定子枠との間から回転軸側に流入する冷媒の流量を調整させる流量調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１の回転電機において、通風調整板突出部にかえて、通風調整板に設けられ回転子の巻線端部と摺動可能に配置されたブラシシール手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項４に係る回転電機は、固定子鉄心とこの固定子鉄心を支持する固定子枠とで形成される固定子と、前記固定子鉄心から回転軸方向に突出した固定子の巻線端部と、回転子鉄心から回転軸方向に突出した巻線端部を網目状に組み合わせることで空隙部を形成しつつ前記巻線端部を保持する巻線形の回転子とを有し、前記回転子の巻線端部は前記巻線端部の内周側に設けられ回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置され前記回転子鉄心に固定された支え部により保持され、前記固定子鉄心と前記回転子鉄心とで形成されるエアギャップ部と前記固定子の巻線端部周囲の間隙と前記回転子の巻線端部周囲の間隙とが連通しており、内部の冷媒が前記回転子鉄心と回転子巻線を冷却しエアギャップ部に導かれた後、一部の前記冷媒は前記固定子鉄心と固定子巻線を冷却し、前記エアギャップ部に導かれた一部の前記冷媒は前記エアギャップ部に沿って回転軸方向に流れるように構成された回転電機において、前記回転子鉄心から突出した巻線端部により形成された網目状の空隙部に設けられこの空隙部を流通する前記回転電機の内部の冷媒の流量を調整するための流量調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項５に係る回転電機は、固定子鉄心とこの固定子鉄心を支持する固定子枠とで形成される固定子と、前記固定子鉄心から回転軸方向に突出した固定子の巻線端部と、回転子鉄心から回転軸方向に突出した巻線端部を網目状に組み合わせることで空隙部を形成しつつ前記巻線端部を保持する巻線形の回転子とを有し、前記回転子の巻線端部は前記巻線端部の内周側に設けられ回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置され前記回転子鉄心に固定された支え部により保持され、前記固定子鉄心と前記回転子鉄心とで形成されるエアギャップ部と前記固定子の巻線端部周囲の間隙と前記回転子の巻線端部周囲の間隙とが連通しており、内部の冷媒が前記回転子鉄心と回転子巻線を冷却しエアギャップ部に導かれた後、一部の前記冷媒は前記固定子鉄心と固定子巻線を冷却し、前記エアギャップ部に導かれた一部の前記冷媒は前記エアギャップ部に沿って回転軸方向に流れるように構成された回転電機において、この回転電機の固定子を形成する固定子鉄心を支持する固定子枠に設けられ前記固定子鉄心から突出した固定子の巻線端部と前記回転子鉄心から突出した巻線端部とを区分する通風区分手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項６に係る回転電機は、固定子鉄心とこの固定子鉄心を支持する固定子枠とで形成される固定子と、前記固定子鉄心から回転軸方向に突出した固定子の巻線端部と、回転子鉄心から回転軸方向に突出した巻線端部を網目状に組み合わせることで空隙部を形成しつつ前記巻線端部を保持する巻線形の回転子とを有し、前記回転子の巻線端部は前記巻線端部の内周側に設けられ回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置され前記回転子鉄心に固定された支え部により保持され、前記固定子鉄心と前記回転子鉄心とで形成されるエアギャップ部と前記固定子の巻線端部周囲の間隙と前記回転子の巻線端部周囲の間隙とが連通しており、内部の冷媒が前記回転子鉄心と回転子巻線を冷却しエアギャップ部に導かれた後、一部の前記冷媒は前記固定子鉄心と固定子巻線を冷却し、前記エアギャップ部に導かれた一部の前記冷媒は前記エアギャップ部に沿って回転軸方向に流れるように構成された回転電機において、この回転電機の固定子を形成する固定子鉄心の端部に設けられ前記回転子鉄心と前記固定子鉄心とにより形成されたエアギャップ部を封止するように配置された通風区分手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明するが、これまでに述べた図９および図１０と共通の部分には同じ符号を付して、説明は省略する。
【００１９】
図１は本発明の第一の実施の形態に係る回転電機の要部立断面図である。図１に示される回転電機は、従来の技術で述べた構成に加え、機内の冷媒を冷却器１５から循環経路Ａを経由して回転子１の内径側に案内する通風調整板２０に、通風調整板２１および流量調整手段２２を設けている。
【００２０】
すなわち、本発明の実施の形態においては、回転電機の固定子を支持する固定子枠８に、固定子鉄心９から突出した固定子の巻線端部７を回転子巻線端部６に接触させずに包囲するように形成させた通風調整板２０の回転子巻線端部６の近傍に円筒状の通風調整板突出部２１を設けている。また、通風調整板２０に、循環経路Ａを経て冷却器１５から流出した冷媒を通風調整板２０により固定子巻線端部１１が包囲された空間に導くための通風調整板開口部２３を設け、さらに、この通風調整板開口部２３の開閉の程度を調整するためのふさぎ板２４をそれぞれ通風調整板２０の円周方向に設けている。これらを図２を用いて説明すると次のとおりである。
【００２１】
図２は、図１のII−II線矢視図である。通風調整板２０には、円筒状の（この図ではその一部を示している。）通風調整板突出部２１が、ボルト・ナット等の突出部固定機構２５により固定されている。そして、突出部固定機構２５による通風調整板突出部２１の固定位置を調節することで、回転軸と同じ方向の高さを調整可能としている。
【００２２】
一方、通風調整板２０には、円周方向にわたって（この図ではその一部を示している。）通風調整板開口部２３を設け、この通風調整板開口部２３の開閉の程度を調整するためのふさぎ板２４が設けられる。
【００２３】
このように構成された本実施の形態の回転電機にあっては、循環経路Ａにより回転子鉄心４を通過して、エアギャップ部１６が鉄心の端部に導かれた場合、通風調整板突出部２１を備えたことによって、回転子巻線端部６と通風調整板２０とで形成される冷媒の流路を調整、制限が可能となるので、冷却器１５に流入せずに巻線支え構造１７を過剰な冷媒が循環する循環経路Ｃの形成を抑制できる。また、通風経路Ｂにより冷却器１５に導く高温となった冷媒に、回転子と熱交換を行う前の低温の冷媒を、流量調整手段２２であるふさぎ板２４にて調整しつつ通風調整板開口部２３から固定子巻線端部１１に導くことで、固定子鉄心９の端部および固定子巻線端部１１の適切な冷却をも可能とする。よって、循環経路Ｃの形成を抑制することで、高温となった冷媒が回転子巻線端部６を循環することによる巻線端部の異常過熱や、巻線支え構造１７における通風量を適切にすることで巻線支え構造１７での風損を抑制することができる。なお、通風調整板２０と通風調整板突出部２１とが一体に構成されている場合においても同等の効果が得られることは無論である。
【００２４】
次に、第二の実施の形態を図３、図４を用いて説明する。本実施の形態も第一の実施の形態も、循環経路Ｃの形成を防ぐものであるが、固定子枠８に設けられた通風調整板２０を介して設けられたブラシシール部２６を備え、機内の冷媒が、回転子巻線端部６を外周側から迂回して回転軸の方向に流入することを防ぐものである。
【００２５】
図３に示す本実施の形態の回転電機にあっては、通風調整板２０の内周側の端部を固定子巻線端部１１によって支持し、ここで支持された通風調整板２０のさらに内周側の延長部位にブラシシール部２６を設ける。ブラシシール部２６の個々のブラシの長さは、通風調整板２０の内周側延長部位と回転子巻線端部６との間隔となるようにしている。そして、これらブラシが通風調整板２０の内周側延長部位に沿って回転子巻線端部６との隙間を封止するよう、回転子巻線端部６と摺動可能に、回転電機の回転軸を中心に円周上に配置される。
【００２６】
一方、図４は、図３の実施の形態の変形例であって、通風調整板２０の内周側の端部を、回転子巻線端部６と固定子巻線端部１１との間に入り込むように延長している。そして、この延長部位の内周側に、回転子巻線端部６に対向するようにブラシシール部２６を設ける。ブラシシール部２６の個々のブラシの長さは、先の延長部位と回転子巻線端部６との間隔となるようにし、これらブラシが通風調整板２０の内周側延長部位に沿って回転子巻線端部６との隙間を封止するよう、回転子巻線端部６と摺動可能に、回転電機の回転軸を中心に円周上に配置される。図３に示した回転電機のブラシシール部２６が設けられる通風調整板２０が固定子巻線端部１１に支持されているのに対して、この図４に示される回転電機のブラシシール部２６が設けられる調整板２０は固定子巻線端部１１には支持されない。
【００２７】
なお、必要に応じて、ブラシの摺動面に当て板を設けることや、固定子巻線端部１１に通風調整板２０を支持する際の第２の当て板を設けてもよい。
【００２８】
以上のように構成された本実施の形態の回転電機は、機内を冷却する冷媒が、エアギャップ部１６を経て鉄心の端部に導かれたとき、ブラシシール部２６により回転子巻線端部６と通風調整板２０との隙間から回転電機の回転軸の方向に冷媒が流れることを抑制し、冷媒を通風経路Ｂにて冷却器１５に案内できる。さらに、ブラシシール部２６のブラシの密度を調整することで、通風の調整も可能となる。よって、循環経路Ｃの形成を抑制することで、高温となった冷媒が回転子巻線端部６を循環することによる巻線端部の異常過熱や、巻線支え構造１７における通風量を適切にすることで巻線支え構造１７での風損を抑制することができる。
【００２９】
次に、第三の実施の形態を説明する。図５は、本発明の第三の実施の形態を示す回転電機の要部立断面図、図６は、図５のVI−VI線矢視図である。回転子鉄心４から突出した回転子巻線端部６は、巻線を相互に組み合わせることによって網目状に形成されている。そして、これらの回転子巻線５（回転子巻線端部６）は、従来の技術の項で述べたように、Ｕボルト７により保持されることにより、回転子の遠心力に対しての抗力を有している。本実施の形態では、回転子巻線端部６により形成された網目状の空隙部であって、Ｕボルト７が挿入されない個所に通風調整用コマ等による第２の流量調整手段１９を設けて空隙部を封止することで循環経路Ｃが形成されるのを抑制する。この第２の流量調整手段１９は、絶縁性の樹脂等の素材からなり、回転子巻線端部６の網目状の空隙部を封止するように回転子巻線端部６の内周側、外周側とを接続される。そして、この第２の流量調整手段１９の配置数を加減することで、網目状の空隙部を封止するる程度を調節し、図６の紙面の裏側から表方向に向かう冷媒の流量を調整する。
【００３０】
このように構成された本実施の形態の回転電機においては、回転子巻線端部６により形成された網目状の空隙部に第２の流量調整手段１９を備えているので、機内を冷却する冷媒が、冷却器１５循環経路Ａから回転子鉄心４や回転子巻線５を冷却したのちエアギャップ部１６を経て鉄心の端部に導かれたとき、回転子に設けられた巻線支え構造１７に導かれる冷媒の流量を加減することで、巻線支え構造１７の回転により生じるファン効果の程度を調整することができる。これは、回転子鉄心４等と熱交換を行うことにより加熱された冷媒が、エアギャップ部１６を経て鉄心端部に導かれた後、巻線支え構造１７のファン効果により回転子巻線端部６と通風調整板２０との隙間から回転電機の回転軸方向に案内される冷媒の流量を調整し、通風経路Ｂにより冷媒を適切に冷却器１５に導くことを意味している。よって、冷却器１５を経由しない循環経路Ｃの形成を抑制することで、高温となった冷媒が回転子巻線端部６を循環することによる巻線端部の異常過熱や、巻線支え構造１７における通風量を適切にすることで巻線支え構造１７での風損を抑制することができる。
【００３１】
次に、第四の実施の形態を説明する。図７、図８はともに、本実施の形態に係る回転電機の要部立断面図であり、双方の回転電機とも、機内の冷媒の通風を独立した流路を形成させるようにしたものである。すなわち、図７の回転電機にあっては、固定子枠８に設けられ内周側を回転子巻線端部６と固定子巻線端部１１との間を区分するように通風区分手段２７を配置し、その先端を回転子１に非接触にて回転子鉄心４の端部の近傍まで到達させる。さらに、機内を冷却する冷媒が、循環経路Ａからエアギャップ部１６を経て鉄心の端部に導かれた後、通風区分手段２７の固定子巻線端部１１に対向する面に案内されるようにして、通風経路Ｂにより冷却器１５に至るようにする。また、冷媒が循環経路Ａにより回転子巻線端部６に導かれたときは、回転子巻線端部６と熱交換を行った冷媒が通風区分手段２７の回転子巻線端部６と対向する面に案内され、通風調整板２０と通風区分手段２７とで形成された通風経路Ｄにより冷却器１５に案内される。従って、回転子巻線端部６に導かれる冷媒は、循環経路Ａから導かれたもののみであり、エアギャップ部１６を経て鉄心端部に至った経路とは独立した流路を形成している。
【００３２】
図８に示す回転電機は、図７の回転電機の変形例であって、固定子鉄心９の端部から回転電機の内周側にエアギャップ部１６を封止するように配置された第２の通風区分手段２８を、巻線支え構造１７および回転子鉄心４と非接触に設けている。この第２の通風区分手段２８が固定子鉄心９の端部に設けられた場合、機内を冷却する冷媒が循環経路Ａにより回転子鉄心４を経てエアギャップ部１６に導かれた場合、回転子鉄心４や回転子巻線５と熱交換を行うことで熱せられた冷媒がエアギャップ部１６に沿って鉄心の端部付近に流れようとしても、第２の通風区分手段２８に案内されて、固定子鉄心９、固定子巻線１０と熱交換をする経路を経て冷却器１５に導かれることになる。これに対して、循環経路Ａによって回転子巻線端部６に導かれた冷媒は、エアギャップ部１６からの冷媒と合流することなく、回転子巻線端部６、固定子巻線端部１１を冷却した後、通風経路Ｂにより冷却器１５に至る。従って、これらの通風経路は、第２の通風区分手段２８によって、互いに独立した流路を形成している。
【００３３】
以上のように構成された図７および図８の実施の形態の回転電機は、通風区分手段２７あるいは第２の通風区分手段２８を備えていることから、循環経路Ａにより冷却器１５から巻線支え構造１７に直接導かれる冷媒の流路と、循環経路Ａにより回転子鉄心４等と熱交換を行い、エアギャップ部１６から鉄心の端部に導かれた冷媒の流路とを、独立させることができるので、巻線支え構造１７のファン効果により巻線支え構造１７に巻き込まれる冷媒の流量を抑制することができる。よって、冷却器１５を経由しない循環経路Ｃ（図８では記入を省略した）の形成を抑制することで、高温となった冷媒が回転子巻線端部６を循環することによる巻線端部の異常過熱や、巻線支え構造１７における通風量を適切にすることで巻線支え構造１７での風損を抑制することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、回転子に設けられる回転子巻線端部等で構成された巻線支え構造に通風させる冷媒の経路、流量の適正化を図ったことにより、巻線支え構造における過熱、風損が抑制された回転電機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る回転電機の要部立断面図。
【図２】図１のII−II線矢視図。
【図３】本発明の第二の実施の形態を示す回転電機の要部立断面図。
【図４】図３の実施の形態の変形例を示す回転電機の要部立断面図。
【図５】本発明の第三の実施の形態を示す回転電機の要部立断面図。
【図６】図５のVI−VI線矢視図。
【図７】本発明の第四の実施の形態を示す回転電機の要部立断面図。
【図８】図７の実施の形態の変形例を示す回転電機の要部立断面図。
【図９】従来の巻線形回転電機の要部立断面図。
【図１０】図９の巻線形回転子の巻線端部付近の模式的拡大立断面図。
【符号の説明】
１…回転子、２…固定子、３…回転子スポーク、４…回転子鉄心、５…回転子巻線、６…回転子巻線端部、７…Ｕボルト、８…固定子枠、９…固定子鉄心、１０…固定子巻線、１１…固定子巻線端部、１２…支持環支え部、１３…支持環、１４…サドル、１５…冷却器、１６…エアギャップ部、１７…巻線支え構造、１８…間隔片、１９…第２の流量調整手段、２０…通風調整板、２１…通風調整板突出部、２２…流量調整手段、２３…通風調整板開口部、２４…ふさぎ板、２５…突出部固定機構、２６…ブラシシール部、２７…通風区分手段、２８…第２の通風区分手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機に係り、特に巻線形回転子を有する回転子の通風に関する。
【０００２】
【従来の技術】
巻線形回転子を有する回転電機は、回転電機の回転軸である主軸を介して原動機に接続され、原動機に負荷を与えることにより、原動機の回転エネルギーが主軸を介して回転電機の回転子を回転させることによって発電を行うことができる。ここでの負荷の条件によっては、安定して定格速度で原動機を回転させることによる発電運転ができないとき等、運転効率の低い負荷条件での発電運転が余儀なくなされることがある。そこで、巻線形回転子を有する回転電機は、負荷の条件に応じて回転速度を変更可能にし、高効率にて発電運転ができるように製作されている。
【０００３】
図９は、回転軸を鉛直とするこのような巻線形回転電機の要部立断面図を示すものであり、図中の矢印は、回転電機の内部を循環し、機内を冷却する冷媒の流れを表している。回転電機は、大別して、図示を省略した回転軸である主軸に結合された回転子１と、同じく図示を省略してある発電設備の基礎に据付けられた固定子２とからなる。回転子１は、主軸から回転子スポーク３を介して回転子鉄心４を備えており、この回転子鉄心４の外周側面には、回転子の巻線（回転子巻線）５を埋設するために回転軸方向に形成された複数の溝部を有している。この複数の溝部に埋設された複数の回転子巻線５は、図示しない楔により固定されるが、回転子鉄心４から回転軸方向に突出した部位における回転子巻線５は、回転子の巻線端部（回転子巻線端部）６において、Ｕボルト７により固定される。固定の方法については後述する。
【０００４】
一方、固定子２は、固定子枠８を介して固定子鉄心９を備えており、この固定子鉄心９にも回転子鉄心と同様に複数の溝部を設け、固定子巻線１０を埋設し、その端部においては固定子の巻線端部（固定子巻線端部）１１を形成している。固定子巻線端部１１には、回転電機の運転に際して回転子のように遠心力が作用しないので、回転子巻線端部６を固定するＵボルト７は設けられない。
【０００５】
図１０は、図９の巻線形回転子の巻線端部付近の模式的拡大立断面図である。
回転子鉄心４の端部の回転子巻線端部６の内周側には、回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置された支え部である支持環支え部１２を設けている。回転子巻線端部６と支持環支え部１２との間には、支持環１３が間隔片を介して回転軸方向に積層され、嵌め込まれる。そして、「Ｕ」字の形状であって、両端部をナットにより締め付け可能に形成されたＵボルト７は、巻線端部６の外側から順次、回転子巻線５、支持環１３を挟むように端部が挿し込まれ、支持環１３の内径側にてサドル１４を介して端部がナットにより固定される。こうして回転子巻線端部６がＵボルト７により支持環１３に固定され、この支持環１３の内径側が回転軸の周方向にわたって鉄心４の端部に固定された支持環支え部１２に固定されることから、結果として、回転子１が回転したときに作用する遠心力に対しての抗力を備えるように構成されている。
【０００６】
回転電機の運転状態にあっては、回転子、固定子のそれぞれに設けられた巻線が通電され、そこでジュール熱が生じることで機内の温度が上昇する。これは、図示を省略したカバーにより回転電機が密閉されているためである。機内の温度が上昇すると、巻線の絶縁被覆等に悪影響を及ぼすことから、機内の冷媒を循環させ、機内に設けた冷却器１５を通過させることで機内の温度を下げている。こうした冷媒の循環経路は、図９の循環経路Ａをはじめとして以下に示される。すなわち、冷却器１５から流出した冷媒は、回転子１が回転することによるファン効果により、回転子１の中心側（図９の左方向）に導かれ、回転子鉄心４内に流入し、回転子鉄心４とともに回転子巻線５を冷却して、回転子鉄心４と固定子鉄心９とで形成されるエアギャップ部１６に導かれる。エアギャップ部１６に導かれた冷媒の一部は、固定子鉄心９に流入し、固定子鉄心９および固定子巻線１０を冷却した後、冷却器１５に至る経路で機内を循環する。
【０００７】
また、一方で、エアギャップ部１６に導かれた残りの冷媒は、エアギャップ部１６に沿って回転軸方向に流れ、鉄心端部に導かれる。鉄心端部に導かれた冷媒は、通風経路Ｂに示すように、回転子巻線端部６や固定子巻線端部１１と熱交換した後、冷却器１５に至る経路で機内を循環する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回転電機の運転による回転子１の回転に伴い、回転子巻線端部６を固定している一連の巻線支え構造１７のファン効果によって、エアギャップ部１６に沿って鉄心端部に導かれた冷媒が、通風経路Ｂを経て循環せず、冷却器１５を経由しない循環経路Ｃを形成することがある。この循環経路Ｃを形成するような状態で回転電機の運転を行うと、機内の冷媒が冷却器１５を経由しないことから、熱せられた冷媒が回転子巻線端部６を過熱することになるので、回転子巻線端部６の絶縁材料に悪影響を及ぼす懸念がある。また、冷媒が循環経路Ｃをループすることから、他の部位と比較して、巻線支え構造１７を通過する冷媒の流量が相対的に過剰となるため、巻線支え構造１７での風損が大きくなる。
【０００９】
これらの問題は、現時点において、回転子巻線端部６を固定する方法がＵボルトを用いる巻線支え構造１７を用いた場合に生じることがある特有なものである。すなわち、回転子巻線端部６の固定に際して、Ｕボルトによるものでなく、バインド線を用いた場合は、回転子巻線端部６の脱着に工数はかかるものの、巻線端部を網目状に組み合わせることで形成される空隙部が、バインド線で縛ることでその空隙部を封鎖する。このため、空隙部が封鎖されることにより循環経路Ｃは形成されない。
【００１０】
なお、機内の冷却を行う公知技術として、特開平７−２４１０５９号公報や実公平７−１５３２９号公報などが知られており、回転子の両端部に設けられたファンによって発生する冷媒の流れを調整して冷却能力を向上させることが記載されているが、両者のいずれも、冷却器を設けた機内で冷媒を循環する必要がない点、回転子巻線端部に供給する冷媒の流量を制御できない点、さらに、Ｕボルトにより保持する回転子巻線端部を有する回転子を備えないことから巻線支え構造１７に生じる循環経路Ｃが形成されない点で、本発明とは目的が異なる。
【００１１】
本発明の目的は、回転子巻線端部６を相互に網目状に組み合わせ、かつ網目状の空隙部を形成して保持された回転子巻線端部６の適正な冷却、冷媒の供給が可能な回転電機を得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る回転電機は、固定子鉄心とこの固定子鉄心を支持する固定子枠とで形成される固定子と、前記固定子鉄心から回転軸方向に突出した固定子の巻線端部と、回転子鉄心から回転軸方向に突出した巻線端部を網目状に組み合わせることで空隙部を形成しつつ前記巻線端部を保持する巻線形の回転子とを有し、前記回転子の巻線端部は前記巻線端部の内周側に設けられ回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置され前記回転子鉄心に固定された支え部により保持され、前記固定子鉄心と前記回転子鉄心とで形成されるエアギャップ部と前記固定子の巻線端部周囲の間隙と前記回転子の巻線端部周囲の間隙とが連通しており、内部の冷媒が前記回転子鉄心と回転子巻線を冷却しエアギャップ部に導かれた後、一部の前記冷媒は前記固定子鉄心と固定子巻線を冷却し、前記エアギャップ部に導かれた一部の前記冷媒は前記エアギャップ部に沿って回転軸方向に流れるように構成された回転電機において、前記固定子枠に設けられ前記固定子の巻線端部を前記回転子の巻線端部に接触させずに包囲するように形成された通風調整板と、この通風調整板に前記回転軸を軸として円筒状に設けられ前記回転子を冷却した前記回転電機の内部の冷媒が前記回転軸側に流入することを防止するための通風調整板突出部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１の回転電機において、通風調整板には、固定子の巻線端部と固定子枠との間から回転軸側に流入する冷媒の流量を調整させる流量調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１の回転電機において、通風調整板突出部にかえて、通風調整板に設けられ回転子の巻線端部と摺動可能に配置されたブラシシール手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項４に係る回転電機は、固定子鉄心とこの固定子鉄心を支持する固定子枠とで形成される固定子と、前記固定子鉄心から回転軸方向に突出した固定子の巻線端部と、回転子鉄心から回転軸方向に突出した巻線端部を網目状に組み合わせることで空隙部を形成しつつ前記巻線端部を保持する巻線形の回転子とを有し、前記回転子の巻線端部は前記巻線端部の内周側に設けられ回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置され前記回転子鉄心に固定された支え部により保持され、前記固定子鉄心と前記回転子鉄心とで形成されるエアギャップ部と前記固定子の巻線端部周囲の間隙と前記回転子の巻線端部周囲の間隙とが連通しており、内部の冷媒が前記回転子鉄心と回転子巻線を冷却しエアギャップ部に導かれた後、一部の前記冷媒は前記固定子鉄心と固定子巻線を冷却し、前記エアギャップ部に導かれた一部の前記冷媒は前記エアギャップ部に沿って回転軸方向に流れるように構成された回転電機において、前記回転子鉄心から突出した巻線端部により形成された網目状の空隙部に設けられこの空隙部を流通する前記回転電機の内部の冷媒の流量を調整するための流量調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項５に係る回転電機は、固定子鉄心とこの固定子鉄心を支持する固定子枠とで形成される固定子と、前記固定子鉄心から回転軸方向に突出した固定子の巻線端部と、回転子鉄心から回転軸方向に突出した巻線端部を網目状に組み合わせることで空隙部を形成しつつ前記巻線端部を保持する巻線形の回転子とを有し、前記回転子の巻線端部は前記巻線端部の内周側に設けられ回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置され前記回転子鉄心に固定された支え部により保持され、前記固定子鉄心と前記回転子鉄心とで形成されるエアギャップ部と前記固定子の巻線端部周囲の間隙と前記回転子の巻線端部周囲の間隙とが連通しており、内部の冷媒が前記回転子鉄心と回転子巻線を冷却しエアギャップ部に導かれた後、一部の前記冷媒は前記固定子鉄心と固定子巻線を冷却し、前記エアギャップ部に導かれた一部の前記冷媒は前記エアギャップ部に沿って回転軸方向に流れるように構成された回転電機において、この回転電機の固定子を形成する固定子鉄心を支持する固定子枠に設けられ前記固定子鉄心から突出した固定子の巻線端部と前記回転子鉄心から突出した巻線端部とを区分する通風区分手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項６に係る回転電機は、固定子鉄心とこの固定子鉄心を支持する固定子枠とで形成される固定子と、前記固定子鉄心から回転軸方向に突出した固定子の巻線端部と、回転子鉄心から回転軸方向に突出した巻線端部を網目状に組み合わせることで空隙部を形成しつつ前記巻線端部を保持する巻線形の回転子とを有し、前記回転子の巻線端部は前記巻線端部の内周側に設けられ回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置され前記回転子鉄心に固定された支え部により保持され、前記固定子鉄心と前記回転子鉄心とで形成されるエアギャップ部と前記固定子の巻線端部周囲の間隙と前記回転子の巻線端部周囲の間隙とが連通しており、内部の冷媒が前記回転子鉄心と回転子巻線を冷却しエアギャップ部に導かれた後、一部の前記冷媒は前記固定子鉄心と固定子巻線を冷却し、前記エアギャップ部に導かれた一部の前記冷媒は前記エアギャップ部に沿って回転軸方向に流れるように構成された回転電機において、この回転電機の固定子を形成する固定子鉄心の端部に設けられ前記回転子鉄心と前記固定子鉄心とにより形成されたエアギャップ部を封止するように配置された通風区分手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明するが、これまでに述べた図９および図１０と共通の部分には同じ符号を付して、説明は省略する。
【００１９】
図１は本発明の第一の実施の形態に係る回転電機の要部立断面図である。図１に示される回転電機は、従来の技術で述べた構成に加え、機内の冷媒を冷却器１５から循環経路Ａを経由して回転子１の内径側に案内する通風調整板２０に、通風調整板２１および流量調整手段２２を設けている。
【００２０】
すなわち、本発明の実施の形態においては、回転電機の固定子を支持する固定子枠８に、固定子鉄心９から突出した固定子の巻線端部７を回転子巻線端部６に接触させずに包囲するように形成させた通風調整板２０の回転子巻線端部６の近傍に円筒状の通風調整板突出部２１を設けている。また、通風調整板２０に、循環経路Ａを経て冷却器１５から流出した冷媒を通風調整板２０により固定子巻線端部１１が包囲された空間に導くための通風調整板開口部２３を設け、さらに、この通風調整板開口部２３の開閉の程度を調整するためのふさぎ板２４をそれぞれ通風調整板２０の円周方向に設けている。これらを図２を用いて説明すると次のとおりである。
【００２１】
図２は、図１のII−II線矢視図である。通風調整板２０には、円筒状の（この図ではその一部を示している。）通風調整板突出部２１が、ボルト・ナット等の突出部固定機構２５により固定されている。そして、突出部固定機構２５による通風調整板突出部２１の固定位置を調節することで、回転軸と同じ方向の高さを調整可能としている。
【００２２】
一方、通風調整板２０には、円周方向にわたって（この図ではその一部を示している。）通風調整板開口部２３を設け、この通風調整板開口部２３の開閉の程度を調整するためのふさぎ板２４が設けられる。
【００２３】
このように構成された本実施の形態の回転電機にあっては、循環経路Ａにより回転子鉄心４を通過して、エアギャップ部１６が鉄心の端部に導かれた場合、通風調整板突出部２１を備えたことによって、回転子巻線端部６と通風調整板２０とで形成される冷媒の流路を調整、制限が可能となるので、冷却器１５に流入せずに巻線支え構造１７を過剰な冷媒が循環する循環経路Ｃの形成を抑制できる。また、通風経路Ｂにより冷却器１５に導く高温となった冷媒に、回転子と熱交換を行う前の低温の冷媒を、流量調整手段２２であるふさぎ板２４にて調整しつつ通風調整板開口部２３から固定子巻線端部１１に導くことで、固定子鉄心９の端部および固定子巻線端部１１の適切な冷却をも可能とする。よって、循環経路Ｃの形成を抑制することで、高温となった冷媒が回転子巻線端部６を循環することによる巻線端部の異常過熱や、巻線支え構造１７における通風量を適切にすることで巻線支え構造１７での風損を抑制することができる。なお、通風調整板２０と通風調整板突出部２１とが一体に構成されている場合においても同等の効果が得られることは無論である。
【００２４】
次に、第二の実施の形態を図３、図４を用いて説明する。本実施の形態も第一の実施の形態も、循環経路Ｃの形成を防ぐものであるが、固定子枠８に設けられた通風調整板２０を介して設けられたブラシシール部２６を備え、機内の冷媒が、回転子巻線端部６を外周側から迂回して回転軸の方向に流入することを防ぐものである。
【００２５】
図３に示す本実施の形態の回転電機にあっては、通風調整板２０の内周側の端部を固定子巻線端部１１によって支持し、ここで支持された通風調整板２０のさらに内周側の延長部位にブラシシール部２６を設ける。ブラシシール部２６の個々のブラシの長さは、通風調整板２０の内周側延長部位と回転子巻線端部６との間隔となるようにしている。そして、これらブラシが通風調整板２０の内周側延長部位に沿って回転子巻線端部６との隙間を封止するよう、回転子巻線端部６と摺動可能に、回転電機の回転軸を中心に円周上に配置される。
【００２６】
一方、図４は、図３の実施の形態の変形例であって、通風調整板２０の内周側の端部を、回転子巻線端部６と固定子巻線端部１１との間に入り込むように延長している。そして、この延長部位の内周側に、回転子巻線端部６に対向するようにブラシシール部２６を設ける。ブラシシール部２６の個々のブラシの長さは、先の延長部位と回転子巻線端部６との間隔となるようにし、これらブラシが通風調整板２０の内周側延長部位に沿って回転子巻線端部６との隙間を封止するよう、回転子巻線端部６と摺動可能に、回転電機の回転軸を中心に円周上に配置される。図３に示した回転電機のブラシシール部２６が設けられる通風調整板２０が固定子巻線端部１１に支持されているのに対して、この図４に示される回転電機のブラシシール部２６が設けられる調整板２０は固定子巻線端部１１には支持されない。
【００２７】
なお、必要に応じて、ブラシの摺動面に当て板を設けることや、固定子巻線端部１１に通風調整板２０を支持する際の第２の当て板を設けてもよい。
【００２８】
以上のように構成された本実施の形態の回転電機は、機内を冷却する冷媒が、エアギャップ部１６を経て鉄心の端部に導かれたとき、ブラシシール部２６により回転子巻線端部６と通風調整板２０との隙間から回転電機の回転軸の方向に冷媒が流れることを抑制し、冷媒を通風経路Ｂにて冷却器１５に案内できる。さらに、ブラシシール部２６のブラシの密度を調整することで、通風の調整も可能となる。よって、循環経路Ｃの形成を抑制することで、高温となった冷媒が回転子巻線端部６を循環することによる巻線端部の異常過熱や、巻線支え構造１７における通風量を適切にすることで巻線支え構造１７での風損を抑制することができる。
【００２９】
次に、第三の実施の形態を説明する。図５は、本発明の第三の実施の形態を示す回転電機の要部立断面図、図６は、図５のVI−VI線矢視図である。回転子鉄心４から突出した回転子巻線端部６は、巻線を相互に組み合わせることによって網目状に形成されている。そして、これらの回転子巻線５（回転子巻線端部６）は、従来の技術の項で述べたように、Ｕボルト７により保持されることにより、回転子の遠心力に対しての抗力を有している。本実施の形態では、回転子巻線端部６により形成された網目状の空隙部であって、Ｕボルト７が挿入されない個所に通風調整用コマ等による第２の流量調整手段１９を設けて空隙部を封止することで循環経路Ｃが形成されるのを抑制する。この第２の流量調整手段１９は、絶縁性の樹脂等の素材からなり、回転子巻線端部６の網目状の空隙部を封止するように回転子巻線端部６の内周側、外周側とを接続される。そして、この第２の流量調整手段１９の配置数を加減することで、網目状の空隙部を封止するる程度を調節し、図６の紙面の裏側から表方向に向かう冷媒の流量を調整する。
【００３０】
このように構成された本実施の形態の回転電機においては、回転子巻線端部６により形成された網目状の空隙部に第２の流量調整手段１９を備えているので、機内を冷却する冷媒が、冷却器１５循環経路Ａから回転子鉄心４や回転子巻線５を冷却したのちエアギャップ部１６を経て鉄心の端部に導かれたとき、回転子に設けられた巻線支え構造１７に導かれる冷媒の流量を加減することで、巻線支え構造１７の回転により生じるファン効果の程度を調整することができる。これは、回転子鉄心４等と熱交換を行うことにより加熱された冷媒が、エアギャップ部１６を経て鉄心端部に導かれた後、巻線支え構造１７のファン効果により回転子巻線端部６と通風調整板２０との隙間から回転電機の回転軸方向に案内される冷媒の流量を調整し、通風経路Ｂにより冷媒を適切に冷却器１５に導くことを意味している。よって、冷却器１５を経由しない循環経路Ｃの形成を抑制することで、高温となった冷媒が回転子巻線端部６を循環することによる巻線端部の異常過熱や、巻線支え構造１７における通風量を適切にすることで巻線支え構造１７での風損を抑制することができる。
【００３１】
次に、第四の実施の形態を説明する。図７、図８はともに、本実施の形態に係る回転電機の要部立断面図であり、双方の回転電機とも、機内の冷媒の通風を独立した流路を形成させるようにしたものである。すなわち、図７の回転電機にあっては、固定子枠８に設けられ内周側を回転子巻線端部６と固定子巻線端部１１との間を区分するように通風区分手段２７を配置し、その先端を回転子１に非接触にて回転子鉄心４の端部の近傍まで到達させる。さらに、機内を冷却する冷媒が、循環経路Ａからエアギャップ部１６を経て鉄心の端部に導かれた後、通風区分手段２７の固定子巻線端部１１に対向する面に案内されるようにして、通風経路Ｂにより冷却器１５に至るようにする。また、冷媒が循環経路Ａにより回転子巻線端部６に導かれたときは、回転子巻線端部６と熱交換を行った冷媒が通風区分手段２７の回転子巻線端部６と対向する面に案内され、通風調整板２０と通風区分手段２７とで形成された通風経路Ｄにより冷却器１５に案内される。従って、回転子巻線端部６に導かれる冷媒は、循環経路Ａから導かれたもののみであり、エアギャップ部１６を経て鉄心端部に至った経路とは独立した流路を形成している。
【００３２】
図８に示す回転電機は、図７の回転電機の変形例であって、固定子鉄心９の端部から回転電機の内周側にエアギャップ部１６を封止するように配置された第２の通風区分手段２８を、巻線支え構造１７および回転子鉄心４と非接触に設けている。この第２の通風区分手段２８が固定子鉄心９の端部に設けられた場合、機内を冷却する冷媒が循環経路Ａにより回転子鉄心４を経てエアギャップ部１６に導かれた場合、回転子鉄心４や回転子巻線５と熱交換を行うことで熱せられた冷媒がエアギャップ部１６に沿って鉄心の端部付近に流れようとしても、第２の通風区分手段２８に案内されて、固定子鉄心９、固定子巻線１０と熱交換をする経路を経て冷却器１５に導かれることになる。これに対して、循環経路Ａによって回転子巻線端部６に導かれた冷媒は、エアギャップ部１６からの冷媒と合流することなく、回転子巻線端部６、固定子巻線端部１１を冷却した後、通風経路Ｂにより冷却器１５に至る。従って、これらの通風経路は、第２の通風区分手段２８によって、互いに独立した流路を形成している。
【００３３】
以上のように構成された図７および図８の実施の形態の回転電機は、通風区分手段２７あるいは第２の通風区分手段２８を備えていることから、循環経路Ａにより冷却器１５から巻線支え構造１７に直接導かれる冷媒の流路と、循環経路Ａにより回転子鉄心４等と熱交換を行い、エアギャップ部１６から鉄心の端部に導かれた冷媒の流路とを、独立させることができるので、巻線支え構造１７のファン効果により巻線支え構造１７に巻き込まれる冷媒の流量を抑制することができる。よって、冷却器１５を経由しない循環経路Ｃ（図８では記入を省略した）の形成を抑制することで、高温となった冷媒が回転子巻線端部６を循環することによる巻線端部の異常過熱や、巻線支え構造１７における通風量を適切にすることで巻線支え構造１７での風損を抑制することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、回転子に設けられる回転子巻線端部等で構成された巻線支え構造に通風させる冷媒の経路、流量の適正化を図ったことにより、巻線支え構造における過熱、風損が抑制された回転電機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る回転電機の要部立断面図。
【図２】図１のII−II線矢視図。
【図３】本発明の第二の実施の形態を示す回転電機の要部立断面図。
【図４】図３の実施の形態の変形例を示す回転電機の要部立断面図。
【図５】本発明の第三の実施の形態を示す回転電機の要部立断面図。
【図６】図５のVI−VI線矢視図。
【図７】本発明の第四の実施の形態を示す回転電機の要部立断面図。
【図８】図７の実施の形態の変形例を示す回転電機の要部立断面図。
【図９】従来の巻線形回転電機の要部立断面図。
【図１０】図９の巻線形回転子の巻線端部付近の模式的拡大立断面図。
【符号の説明】
１…回転子、２…固定子、３…回転子スポーク、４…回転子鉄心、５…回転子巻線、６…回転子巻線端部、７…Ｕボルト、８…固定子枠、９…固定子鉄心、１０…固定子巻線、１１…固定子巻線端部、１２…支持環支え部、１３…支持環、１４…サドル、１５…冷却器、１６…エアギャップ部、１７…巻線支え構造、１８…間隔片、１９…第２の流量調整手段、２０…通風調整板、２１…通風調整板突出部、２２…流量調整手段、２３…通風調整板開口部、２４…ふさぎ板、２５…突出部固定機構、２６…ブラシシール部、２７…通風区分手段、２８…第２の通風区分手段。
Claims (6)
- 固定子鉄心とこの固定子鉄心を支持する固定子枠とで形成される固定子と、前記固定子鉄心から回転軸方向に突出した固定子の巻線端部と、
回転子鉄心から回転軸方向に突出した巻線端部を網目状に組み合わせることで空隙部を形成しつつ前記巻線端部を保持する巻線形の回転子とを有し、
前記回転子の巻線端部は前記巻線端部の内周側に設けられ回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置され前記回転子鉄心に固定された支え部により保持され、
前記固定子鉄心と前記回転子鉄心とで形成されるエアギャップ部と前記固定子の巻線端部周囲の間隙と前記回転子の巻線端部周囲の間隙とが連通しており、
内部の冷媒が前記回転子鉄心と回転子巻線を冷却しエアギャップ部に導かれた後、一部の前記冷媒は前記固定子鉄心と固定子巻線を冷却し、前記エアギャップ部に導かれた一部の前記冷媒は前記エアギャップ部に沿って回転軸方向に流れるように構成された回転電機において、
前記固定子枠に設けられ前記固定子の巻線端部を前記回転子の巻線端部に接触させずに包囲するように形成された通風調整板と、
この通風調整板に前記回転軸を軸として円筒状に設けられ前記回転子を冷却した前記回転電機の内部の冷媒が前記回転軸側に流入することを防止するための通風調整板突出部とを備えたことを特徴とする回転電機。 - 前記通風調整板には、前記固定子の巻線端部と前記固定子枠との間から前記回転軸側に流入する前記冷媒の流量を調整させる流量調整手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
- 前記通風調整板突出部にかえて、前記通風調整板に設けられ前記回転子の巻線端部と摺動可能に配置されたブラシシール手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
- 固定子鉄心とこの固定子鉄心を支持する固定子枠とで形成される固定子と、前記固定子鉄心から回転軸方向に突出した固定子の巻線端部と、
回転子鉄心から回転軸方向に突出した巻線端部を網目状に組み合わせることで空隙部を形成しつつ前記巻線端部を保持する巻線形の回転子とを有し、
前記回転子の巻線端部は前記巻線端部の内周側に設けられ回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置され前記回転子鉄心に固定された支え部により保持され、
前記固定子鉄心と前記回転子鉄心とで形成されるエアギャップ部と前記固定子の巻線端部周囲の間隙と前記回転子の巻線端部周囲の間隙とが連通しており、
内部の冷媒が前記回転子鉄心と回転子巻線を冷却しエアギャップ部に導かれた後、一部の前記冷媒は前記固定子鉄心と固定子巻線を冷却し、前記エアギャップ部に導かれた一部の前記冷媒は前記エアギャップ部に沿って回転軸方向に流れるように構成された回転電機において、
前記回転子鉄心から突出した巻線端部により形成された網目状の空隙部に設けられこの空隙部を流通する前記回転電機の内部の冷媒の流量を調整するための流量調整手段を備えたことを特徴とする回転電機。 - 固定子鉄心とこの固定子鉄心を支持する固定子枠とで形成される固定子と、前記固定子鉄心から回転軸方向に突出した固定子の巻線端部と、
回転子鉄心から回転軸方向に突出した巻線端部を網目状に組み合わせることで空隙部を形成しつつ前記巻線端部を保持する巻線形の回転子とを有し、
前記回転子の巻線端部は前記巻線端部の内周側に設けられ回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置され前記回転子鉄心に固定された支え部により保持され、
前記固定子鉄心と前記回転子鉄心とで形成されるエアギャップ部と前記固定子の巻線端部周囲の間隙と前記回転子の巻線端部周囲の間隙とが連通しており、
内部の冷媒が前記回転子鉄心と回転子巻線を冷却しエアギャップ部に導かれた後、一部の前記冷媒は前記固定子鉄心と固定子巻線を冷却し、前記エアギャップ部に導かれた一部の前記冷媒は前記エアギャップ部に沿って回転軸方向に流れるように構成された回転電機において、
この回転電機の固定子を形成する固定子鉄心を支持する固定子枠に設けられ前記固定子鉄心から突出した固定子の巻線端部と前記回転子鉄心から突出した巻線端部とを区分する通風区分手段を備えたことを特徴とする回転電機。 - 固定子鉄心とこの固定子鉄心を支持する固定子枠とで形成される固定子と、前記固定子鉄心から回転軸方向に突出した固定子の巻線端部と、
回転子鉄心から回転軸方向に突出した巻線端部を網目状に組み合わせることで空隙部を形成しつつ前記巻線端部を保持する巻線形の回転子とを有し、
前記回転子の巻線端部は前記巻線端部の内周側に設けられ回転軸に対して円周方向に間隔をおいて配置され前記回転子鉄心に固定された支え部により保持され、
前記固定子鉄心と前記回転子鉄心とで形成されるエアギャップ部と前記固定子の巻線端部周囲の間隙と前記回転子の巻線端部周囲の間隙とが連通しており、
内部の冷媒が前記回転子鉄心と回転子巻線を冷却しエアギャップ部に導かれた後、一部の前記冷媒は前記固定子鉄心と固定子巻線を冷却し、前記エアギャップ部に導かれた一部の前記冷媒は前記エアギャップ部に沿って回転軸方向に流れるように構成された回転電機において、
この回転電機の固定子を形成する固定子鉄心の端部に設けられ前記回転子鉄心と前記固定子鉄心とにより形成されたエアギャップ部を封止するように配置された通風区分手段を備えたことを特徴とする回転電機。
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