JP5881921B1 - 回転電機 - Google Patents

Abstract

小径部のファンガイドとファン固定部との径方向の隙間を管理する必要がなく、製造コストやメンテナンスコストの増加を抑制できる回転電機を提供することを目的とする。回転子よりも軸方向（Ｘ）に延出した回転軸（２）の延出軸部（６）における、軸流ファン（４）が固定されるファン固定部（７）よりも、軸方向離間側（ＸＡ）の部分であって、ファン固定部（７）よりも小径の小径部（８）の径方向外側に間隔を空けて、周方向及び軸方向（Ｘ）に延在する小径部ファンガイド（９）を備え、小径部ファンガイド（９）は、ファン固定部（７）と軸方向（Ｘ）に間隔を空けて配置されている回転電機。

Description

本発明は、固定子及び回転子側に送風する軸流ファンが回転子の回転軸に固定された回転電機に関するものである。

上記のような回転電機について、下記の特許文献１に記載された回転電機が知られている。ここで、軸方向における回転子から離れる側を軸方向離間側とする。特許文献１の技術では、回転軸には、軸流ファンが固定されたファン固定部よりも軸方向離間側に、ファン固定部よりも小径の小径部が備えられており、小径部の径方向外側がファンガイドにより覆われるように構成されている。

特開平７−２０３６５６号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、小径部のファンガイドは、ファン固定部と径方向に見て重複する位置まで軸方向に延出され、ファン固定部の径方向外側に空隙を有して配置されるように構成されている。そのため、特許文献１の技術では、小径部のファンガイドの内周面が、ファン固定部の外周面に接触しないように、径方向の隙間を管理する必要があり、製造コストやメンテナンスコストが増加する問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、小径部のファンガイドとファン固定部との径方向の隙間を管理する必要がなく、製造コストやメンテナンスコストの増加を抑制できる回転電機を提供することを目的とする。

本発明に係る回転電機は、固定子及び回転子と、前記回転子よりも軸方向に延出した延出軸部を有する前記回転子の回転軸と、前記固定子及び前記回転軸を支持するフレームと、前記延出軸部に固定され、前記固定子及び前記回転子側に送風する軸流ファンと、を備えた回転電機であって、前記延出軸部における、前記軸流ファンが固定されるファン固定部よりも、軸方向における前記回転子から離れる側の部分であって、前記ファン固定部よりも小径の小径部の径方向外側に間隔を空けて、周方向及び軸方向に延在し、前記フレームに固定される小径部ファンガイドを備え、前記小径部ファンガイドは、前記ファン固定部と軸方向に間隔を空けて配置されていると共に、周方向に分割されているものである。
また、本発明に係る回転電機は、固定子及び回転子と、前記回転子よりも軸方向に延出した延出軸部を有する前記回転子の回転軸と、前記固定子及び前記回転軸を支持するフレームと、前記延出軸部に固定され、前記固定子及び前記回転子側に送風する軸流ファンと、を備えた回転電機であって、前記延出軸部における、前記軸流ファンが固定されるファン固定部よりも、軸方向における前記回転子から離れる側の部分であって、前記ファン固定部よりも小径の小径部の径方向外側に間隔を空けて、周方向及び軸方向に延在し、前記フレームに固定される小径部ファンガイドと、前記フレームに固定され、前記軸流ファンの径方向外側に空隙を有して配置された外側ファンガイドと、を備え、前記小径部ファンガイドは、前記ファン固定部と軸方向に間隔を空けて配置されていると共に、径方向に延びる径方向支持部により、前記外側ファンガイドに固定されているものである。

本発明に係る回転電機によれば、小径部ファンガイドは、ファン固定部と軸方向に間隔を空けて配置されるように構成されているため、小径部ファンガイドの内周面が、ファン固定部の外周面に接触することはなく、径方向の隙間を管理する必要がないため、製造コストやメンテナンスコストの増加を抑制できる。

本発明の実施の形態に係る回転電機の概略構成図である。 本発明の実施の形態１に係る回転電機の要部断面図である。 本発明の実施の形態１に係る回転電機の要部断面図である。 本発明の実施の形態２に係る回転電機の要部断面図である。 本発明の実施の形態２に係る回転電機の要部断面図である。 本発明の実施の形態３に係る回転電機の要部断面図である。 本発明の実施の形態３に係る回転電機の要部断面図である。 本発明の実施の形態４に係る回転電機の要部断面図である。 本発明の実施の形態４に係る回転電機の要部断面図である。 本発明の比較例に係る回転電機の要部断面図である。

１．実施の形態１
実施の形態１に係る回転電機１について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る回転電機１の概略構成を示す、回転軸心Ｃを通る平面で切断した断面図であり、図２は、回転電機１を、回転軸心Ｃを通る平面で切断した要部部分断面図であり、図３は、小径部ファンガイド９及び延出軸部６を、図２のＡ−Ａ断面位置において切断し、軸方向離間側ＸＡに見た要部断面図である。

回転電機１は、固定子１０及び回転子１１と、回転子１１よりも軸方向Ｘに延出した延出軸部６を有する回転子１１の回転軸２と、固定子１０及び回転軸２を支持するフレーム３と、延出軸部６に固定され、固定子１０及び回転子１１側に送風する軸流ファン４と、を備えている。

回転電機１の回転軸心Ｃに平行な方向を軸方向Ｘと定義する。軸方向Ｘの一方側を軸方向第一側Ｘ１とし、軸方向Ｘの他方側であり、軸方向第一側Ｘ１とは反対側を軸方向第二側Ｘ２と定義する。回転子１１よりも軸方向第一側Ｘ１又は軸方向第二側Ｘ２において、軸方向Ｘにおける回転子１１から離れる側を軸方向離間側ＸＡとし、軸方向Ｘにおける回転子１１に近づく側を軸方向近接側ＸＣと定義する。回転子１１よりも軸方向第一側Ｘ１及び軸方向第二側Ｘ２の軸方向両側のそれぞれにおいて、軸方向離間側ＸＡ及び軸方向近接側ＸＣが定義される。周方向、径方向は、回転電機１の回転軸心Ｃについての周方向、径方向であるものとする。

回転電機１は、延出軸部６における、軸流ファン４が固定されるファン固定部７よりも、軸方向Ｘにおける回転子から離れる側（軸方向離間側ＸＡ）の部分であって、ファン固定部７よりも小径の小径部８の径方向外側に間隔を空けて、周方向及び軸方向に延在し、フレーム３に固定される小径部ファンガイド９を備えている。そして、小径部ファンガイド９は、ファン固定部７と軸方向Ｘに間隔ΔＤを空けて配置されている。

本実施の形態では、図１に示すように、回転子１１よりも軸方向第一側Ｘ１及び軸方向第二側Ｘ２の軸方向両側のそれぞれにおいて、延出軸部６、ファン固定部７、小径部８、軸流ファン４、及び小径部ファンガイド９が備えられており、軸方向両側のこれらの構成は同様とされている。そこで、以下では、説明の簡略化のため、回転子１１の軸方向第一側Ｘ１の構成について説明し、軸方向第二側Ｘ２の構成の説明は省略する。

１−１．回転電機１の概略構成
回転電機１は、固定子１０と、固定子１０の径方向内側に空隙を有して配置された回転子１１と、回転子１１を支持し、回転子１１と一体回転する軸部材である回転軸２と、を備えている。固定子１０は、円環板状の電磁鋼板が軸方向Ｘに積層された円筒状の固定子コアと、固定子コアに巻装された固定子コイルを備えている。固定子コイルは、固定子コアから軸方向両側（軸方向離間側ＸＡ）に突出した固定子コイルエンド部１４を備えている。

回転子１１は、円環板状の電磁鋼板が軸方向Ｘに積層された円筒状の回転子コアと、回転子コアに巻装された回転子コイルを備えている。回転子コイルは、回転子コアから軸方向両側（軸方向離間側ＸＡ）に突出した回転子コイルエンド部を備えている。回転子コイルエンド部の径方向外側は、円筒状のカバー部材１６で覆われている。回転子１１は、回転軸２と一体回転するように連結されている。回転軸２は、フレーム３により、軸受１８を介して、回転可能に支持されている。本実施の形態では、回転電機１は、タービンにより駆動される発電機であるタービン発電機とされており、回転軸２の軸方向第一側Ｘ１又は軸方向第二側Ｘ２の端部がタービンに連結される（不図示）。

回転軸２は、回転子１１から軸方向Ｘに延出した延出軸部６を有している。延出軸部６には、軸流ファン４が固定されている。軸流ファン４は、回転軸２と一体回転し、固定子１０及び回転子１１側に軸方向Ｘに送風するファンである。すなわち、軸流ファン４は、軸方向Ｘに軸方向離間側ＸＡから軸方向近接側ＸＣに送風する。軸流ファン４により送風された気体（本例では空気）は、各コイルエンド部や、固定子１０と回転子１１との間の空隙や、固定子１０及び回転子１１に設けられた隙間等に供給され、固定子１０及び回転子１１の各部を冷却する。本実施の形態では、固定子１０、回転子１１、及び軸流ファン４等は、フレーム３により周囲を囲まれた密閉空間内に収容されており、軸流ファン４により密閉空間内で気体を循環し、固定子１０及び回転子１１を冷却する全閉気体（空気）冷却型とされている。固定子１０及び回転子１１により加熱された気体は、固定子１０の径方向外側に流れた後、固定子１０よりも径方向外側に配置された冷却機１７により冷却される。そして、冷却機１７により冷却された気体が、再び、軸流ファン４に供給されて、循環する。

１−２．送風機構の構成
回転子１１の回転軸２は、回転子１１よりも軸方向離間側ＸＡに延出した延出軸部６を有している。本実施の形態では、回転軸２は、回転子１１の軸方向第一側Ｘ１及び軸方向第二側Ｘ２の軸方向両側において、軸方向離間側ＸＡに延出した延出軸部６を有している。延出軸部６は、円筒状の外周面を有する軸体とされている。延出軸部６は、フレーム３により、軸受１８を介して、回転可能に支持されている。

延出軸部６は、軸流ファン４が固定されるファン固定部７を有している。ファン固定部７の径は、延出軸部６におけるファン固定部７の軸方向離間側ＸＡの部分（小径部８）の径よりも大径にされている。本実施形態では、ファン固定部７は、回転軸心Ｃと同心の円筒状に形成されている。ファン固定部７は、延出軸部６におけるファン固定部７の軸方向近接側ＸＣの部分の径よりも大径にされている。よって、ファン固定部７は、軸方向離間側ＸＡ及び軸方向近接側ＸＣの部分よりも径方向外側に突出したボス部とされている。

軸流ファン４は、ファン固定部７の外周面から径方向外側に突出した複数のブレードを備えている。複数のブレードは、周方向に並べられて、ファン固定部７の径方向外側端部に固定されている。各ブレードは、回転軸２が既定方向に回転すると、軸方向離間側ＸＡから軸方向近接側ＸＣに軸方向Ｘに送風する角度で固定されている。

フレーム３は、ファン固定部７及び軸流ファン４よりも軸方向離間側ＸＡにおいて、径方向及び周方向に延在する板状の支持壁１９を備えている。本実施の形態では、図１に示すように、フレーム３は、固定子１０及び回転子１１等の径方向外側を囲む筒状の周壁２１を備えており、支持壁１９は、周壁２１の軸方向第一側Ｘ１又は軸方向第二側Ｘ２の端部から、径方向内側に延出する円板状に形成されている。支持壁１９は、軸方向Ｘに貫通する貫通孔２０を備えており、延出軸部６は、貫通孔２０を軸方向Ｘに貫通している。支持壁１９の径方向内側の端部は、軸受１８を介して、延出軸部６の外周面を回転可能に支持している。

回転電機１は、軸流ファン４の径方向外側に空隙を有して配置された外側ファンガイド５を備えている。外側ファンガイド５は、フレーム３に固定されている。外側ファンガイド５は、軸流ファン４よりも径方向外側の空間を、軸流ファン４の上流側と下流側とに隔てている。本実施の形態では、外側ファンガイド５は、冷却機１７の出口と軸流ファン４の入口とを接続する空間と、軸流ファン４の出口と冷却機１７の入口とを接続する空間と、を隔てている。

図２に示すように、外側ファンガイド５は、軸流ファン４の径方向外側に空隙を有して配置された円筒状のファンカバー部２３と、ファンカバー部２３の軸方向離間側ＸＡの端部から径方向外側に延びる円環板状の隔壁部２４と、を備えている。ファンカバー部２３と隔壁部２４とは、曲面により接続されている。

図１に示すように、本実施の形態では、フレーム３は、周壁２１の径方向内側に間隔を空けて配置された内壁２５を備えている。周壁２１と内壁２５との間の空間に冷却機１７が配置されており、周壁２１と内壁２５との間の空間は、冷却機１７に流入する気体が流れる流路、及び冷却機１７から排出された気体が流れる流路とされている。外側ファンガイド５の隔壁部２４の径方向外側の端部は、周壁２１及び内壁２５に固定されている。

図２に示すように、支持壁１９の軸方向近接側ＸＣに、気体の流通のための間隔を空けて、外側ファンガイド５の隔壁部２４が配置されており、支持壁１９と隔壁部２４との間に径方向に延びる円筒状の空間２８が形成されている。また、延出軸部６よりも径方向外側に、気体の流通のための間隔を空けて、外側ファンガイド５のファンカバー部２３が配置されており、ファンカバー部２３の径方向内側に軸方向Ｘに延びる円筒状の空間が形成されている。冷却機１７により冷却された気体は、支持壁１９と隔壁部２４との間の空間２８を径方向内側に流れた後、ファンカバー部２３の径方向内側の空間を軸方向近接側ＸＣに流れ、軸流ファン４に供給される。

延出軸部６は、ファン固定部７の軸方向離間側ＸＡの部分であって、ファン固定部７よりも小径の小径部８を有している。小径部８の外周面は、回転軸心Ｃと同心の円筒状に形成されている。本実施形態では、小径部８の外周面の径方向位置は、ファン固定部７の外周面の径方向位置よりも、軸流ファン４のブレードの径方向幅の３０％以上（本例では、１００％）径方向内側に配置されており、小径部８とファン固定部７との段差による気流の乱れを無視できない。

支持壁１９の径方向内側の端部には、軸方向近接側ＸＣに突出する筒状のフレームボス部２２が形成されている。支持壁１９（フレームボス部２２）とファン固定部７とは、軸方向Ｘに間隔を空けて配置されており、小径部８における軸方向近接側ＸＣの部分は、支持壁１９により径方向外側を覆われていない。よって、小径部８の径方向外側であって、ファン固定部７の軸方向離間側ＸＡに、ファン固定部７の外周面よりも径方向内側に窪んだ円筒状の空間２６（以下、段差空間２６と称す）が形成されている。

図１０に、本実施の形態とは異なる比較例の断面図を示す。図１０の比較例では、本実施の形態のような小径部ファンガイド９が備えられておらず、小径部８の径方向外側の段差空間２６は、軸流ファン４に供給される気体の流路に開放されている。そのため、軸流ファン４に供給される気体が、段差空間２６に流れ易い。本実施形態では、支持壁１９と隔壁部２４との間の空間２８を径方向内側に流れる気流の先に、段差空間２６が配置されているため、段差空間２６に特に気体が流れ易くなっている。段差空間２６に気体が流れることにより、気流の乱れが生じるため、軸流ファン４に流入する気体の流速分布が乱れ、軸流ファン４のファン効率が低下する。また、段差空間２６分拡大した流路の断面積が、軸流ファン４の入口で急縮小することにより、圧力損失が生じ、軸流ファン４のファン効率が低下する。

そこで、本実施の形態では、回転電機１は、小径部８の径方向外側に間隔を空けて周方向及び軸方向Ｘに延在する小径部ファンガイド９を備えている。小径部ファンガイド９が備えられることにより、段差空間２６に流れる気体を減少させることができる。気流の乱れを減少させ、軸流ファン４に流入する気体の流速分布の乱れを低減させることができる。また、流路の断面積の減少による圧力損失を低減させることができる。よって、小径部ファンガイド９を備えることによって、段差空間２６により、軸流ファン４のファン効率が低下することを抑制できる。

しかし、従来技術のように、本実施の形態とは異なり、小径部ファンガイド９が、ファン固定部７と径方向に見て重複する位置まで、軸方向近接側ＸＣに延出され、ファン固定部７の径方向外側に空隙を有して配置されるように構成されると、小径部ファンガイド９の内周面が、ファン固定部７の外周面に接触する恐れがある。そのため、径方向の隙間を管理する必要があり、製造コストやメンテナンスコストが増加する問題があった。また、軸流ファン４の直前に、小径部ファンガイド９が配置されることになるため、軸流ファン４に流れる気流の妨げとなったり、気流が乱れたりして、軸流ファン４のファン効率が低下する問題があった。

一方、小径部ファンガイド９の内周面がファン固定部７の外周面に接触し難くするため、径方向の隙間を拡大することが考えられる。そのために、小径部ファンガイド９の径を拡大することや、ファン固定部７における小径部ファンガイド９と重複している部分の径を縮小し段差を設けることが考えられる。しかし、小径部ファンガイド９の径を拡大すると、軸流ファン４に流れる気流の妨げが増大し、軸流ファン４のファン効率が更に低下する。また、ファン固定部７の重複部分の径を縮小し段差を設けると、ファン固定部７の製造コストが増加する問題があり、また、この場合でも、小径部ファンガイド９がファン固定部７と径方向及び軸方向Ｘに近接して配置されるため、これらの隙間を管理する必要があり、製造コストやメンテナンスコストが増加する問題があった。

そこで、本実施の形態では、小径部ファンガイド９は、ファン固定部７と軸方向Ｘに間隔ΔＤを空けて配置されるように構成されている。ここで、軸方向Ｘに間隔ΔＤを空けるとは、小径部ファンガイド９の軸方向位置と、ファン固定部７の軸方向位置との間に、間隔ΔＤが空けられていることを意味する。そのため、小径部ファンガイド９は、ファン固定部７と径方向に見て重複しない。よって、小径部ファンガイド９の内周面が、ファン固定部７の外周面に接触することはなく、径方向の隙間を管理する必要がないため、製造コストやメンテナンスコストの増加を抑制できる。また、小径部ファンガイド９をファン固定部７よりも径方向外側に配置する必要がないため、ファン固定部７に対する小径部ファンガイド９の径方向の位置の配置の自由度を高めることができる。例えば、小径部ファンガイド９を、ファン固定部７よりも径方向外側に配置しないようにし、軸流ファン４に流れる気流の妨げにならないようしたり、小径部ファンガイド９を、ファン固定部７の外周面と同じ径方向の位置に配置したり、ファン固定部７の外周面よりも径方向内側に配置したりして、軸流ファン４に流れる気流を適切に調節することができる。

また、軸流ファン４の上流側で、軸流ファン４に流れる気流を、小径部ファンガイド９に沿った流れに整流することができる。軸流ファン４の直前に、小径部ファンガイド９とファン固定部７との軸方向Ｘの間隔ΔＤ（以下、軸方向間隔ΔＤと称す）が設けられていたとしても、軸流ファン４の入口付近では、軸方向Ｘの動圧が高いため、軸方向Ｘの流れの剥離が抑制される。よって、実際には、軸方向間隔ΔＤによる、圧力損失は大きくなく、軸流ファン４のファン効率の低下は大きくない。

小径部ファンガイド９とファン固定部７との軸方向間隔ΔＤは、小径部ファンガイド９やファン固定部７などの製造誤差や、小径部ファンガイド９やファン固定部７などの取付誤差や、回転軸２の軸方向位置の変動などによる、小径部ファンガイド９とファン固定部７との軸方向Ｘの間隔の変動幅に所定の安全率（例えば、１０）を乗算した幅よりも広く設定される。本実施の形態では、小径部ファンガイド９とファン固定部７との軸方向間隔ΔＤは、軸流ファン４のブレードの軸方向幅の５０％以上（本例では、９０％）の間隔に設定されている。この構成によれば、製造時やメンテナンス時に、小径部ファンガイド９とファン固定部７との軸方向間隔ΔＤを管理しなくてもよいため、製造コストやメンテナンスコストの増加を抑制できる。

本実施の形態では、小径部８における、小径部ファンガイド９と径方向に見て重複する部分の外周面は、同径の円筒状に形成されている。小径部ファンガイド９は、回転軸心Ｃと同心であって同径の円筒状に形成されている。小径部８の外周面と小径部ファンガイド９の内周面との間には、一定の間隔が空けられており、円筒状の空間が形成されている。小径部ファンガイド９が円筒状に形成されているので、製造コストを低減することができる。また、気流を軸方向Ｘに整流し易い。

小径部ファンガイド９の外周面における少なくとも軸方向近接側ＸＣの端部の径方向位置が、ファン固定部７の外周面における少なくとも軸方向離間側ＸＡの端部の径方向位置と同等（回転軸心Ｃからの径方向の距離が±５％の範囲内）になるように配置されている。本実施の形態では、小径部ファンガイド９は、同径の円筒状に形成されており、小径部ファンガイド９の全体の外周面の径方向位置が、ファン固定部７の外周面の径方向位置と同等（±５％の範囲内）になるように配置されている。また、小径部ファンガイド９は、軸方向Ｘに見てファン固定部７と重複するように配置されている。小径部ファンガイド９で整流された気流の延長線上に軸流ファン４が配置されるため、整流された気流を、そのまま軸流ファン４に供給することができ、軸流ファン４のファン効率を向上させることができる。

小径部ファンガイド９の軸方向離間側ＸＡの端部は、フレームボス部２２の軸方向近接側ＸＣの端部に固定されている。よって、小径部ファンガイド９は、フレームボス部２２から軸方向近接側ＸＣに延出している。本実施形態では、フレームボス部２２における軸方向近接側ＸＣ及び径方向外側の部分は、円筒状のファン固定部３１が嵌合されて構成されている。そして、ファン固定部３１に小径部ファンガイド９が固定されている。例えば、ファン固定部３１に、ファン固定部３１の形状に対応する軸方向近接側ＸＣに開放した溝が設けられ、当該溝に小径部ファンガイド９の軸方向離間側ＸＡの端部が嵌合され、ボルトなどにより双方が固定されるとよい。フレームボス部２２（ファン固定部３１）の軸方向近接側ＸＣ及び径方向外側の端部には、軸方向近接側ＸＣ及び径方向外側を向く径斜面２７が備えられている。径斜面２７は、小径部ファンガイド９よりも径方向外側に配置されている。
支持壁１９と隔壁部２４との間の空間２８を径方向内側に流れる気流は、フレームボス部２２及び小径部ファンガイド９により、次第に、軸方向近接側ＸＣに流れる気流に、流れの向きが変えられる。

２．実施の形態２
次に、実施の形態２に係る回転電機１について説明する。図４は、本実施の形態に係る回転電機１を、回転軸心Ｃを通る平面で切断した要部部分断面図であり、図５は、小径部ファンガイド９及び延出軸部６を、図４のＡ−Ａ断面位置において切断し、軸方向離間側ＸＡに見た要部断面図である。図５では、上下対称であるため、下側部分の図示は省略している。

図４及び図５に示すように、本実施の形態では、小径部ファンガイド９は、周方向に分割されている。そのため、回転軸２がフレーム３に支持されている状態であっても、周方向に分割された小径部ファンガイド９（以下、分割ファンガイド３０と称す）をそれぞれ個別にフレーム３に取り付けたり、フレーム３から取り外したりすることができる。よって、小径部ファンガイド９の組み付けや、メンテナンスの作業性を向上させることができる。また、軸流ファン４に流入する気体の流入量に周方向のばらつきがある場合に、分割ファンガイド３０のそれぞれの形状や取付を、個別に変更することにより、周方向の各部における軸流ファン４に流入する気体の流入量を調節して、周方向の流入量のばらつきを低減することができる。本実施の形態では、図１に示すように、冷却機１７が周方向の一部分に取り付けられており、軸流ファン４の流入量が周方向にばらつき易い。
なお、小径部ファンガイド９が周方向に分割されることにより変更される部分以外の構成は、上記の実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

本実施の形態では、小径部ファンガイド９は、円筒が、円筒の中心線を通る平面で、周方向に間隔を空けて複数に分割（本例では、一定間隔で４分割）された形状とされている。すなわち、各分割ファンガイド３０は、軸方向Ｘに平行な辺を有する矩形板が、周方向に沿って円弧状に曲げられた形状とされている。各分割ファンガイド３０は、個別にフレーム３（フレームボス部２２）に固定されるように構成されている。

図５に示す例では、同じ形状の分割ファンガイド３０が、全周に亘って取り付けられている。しかし、周方向の各部の流入量を調節するなどのため、小径部ファンガイド９の形状が、周方向の各部で異なるように構成されてもよい。例えば、一部の分割ファンガイドをフレーム３に取り付けないようにしたり、周方向に隣り合う分割ファンガイド３０の間の隙間を拡大させたり、一部の分割ファンガイド３０の軸方向Ｘの長さを短くしたり、することができる。小径部ファンガイド９の面積が減少した周方向の部分では、軸流ファン４に流入する流入量を減少させることができる。

また、図５に示す例では、各分割ファンガイド３０は、同じ径方向の位置になるようにフレーム３に固定されている。しかし、周方向の各部の流入量を調節するなどのため、各分割ファンガイド３０の径方向の位置が、個別に、変更可能なように構成されてもよい。小径部ファンガイド９の径方向位置が径方向内側に変更された周方向の部分では、軸流ファン４に流入する流入量を減少させることができる。

例えば、フレーム３は、各分割ファンガイド３０を固定する固定位置を径方向に変更可能なように構成されてもよい。そのため、フレーム３における小径部ファンガイド９の固定部も、各分割ファンガイド３０の周方向位置に対応して周方向に分割されて、それぞれ、固定位置を径方向に変更可能なように構成される。もしくは、フレーム３におけるファン固定部３１が周方向に分割されており、分割されたファン固定部３１を、個別に、固定部の径方向の位置が異なるものに変更して、分割ファンガイド３０の径方向の位置を変更するように構成されてもよい。

或いは、フレーム３は、各分割ファンガイド３０の固定位置を径方向に変更可能でないが、各分割ファンガイド３０が、径方向の位置を変更可能なように構成されてもよい。例えば、分割ファンガイド３０は、フレーム３に固定される固定部の軸方向近接側ＸＣの端部から、径方向内側に延びる円弧板状の部分を備え、円弧板状部分の径方向内側の端部から軸方向近接側ＸＣに延びるように形成され、円弧板状部分の径方向の幅を調整することにより、分割ファンガイド３０の径方向の位置が変更可能なように構成されてもよい。

３．実施の形態３
次に、実施の形態３に係る回転電機１について説明する。図６は、本実施の形態に係る回転電機１を、回転軸心Ｃを通る平面で切断した要部部分断面図であり、図７は、小径部ファンガイド９及び延出軸部６を、図６のＡ−Ａ断面位置において切断し、軸方向離間側ＸＡに見た要部断面図である。図７では、上下対称であるため、下側部分の図示は省略している。

図６及び図７に示すように、本実施の形態では、小径部ファンガイド９は、径方向に延びる径方向支持部３２により、外側ファンガイド５に固定されている。この構成によれば、小径部ファンガイド９を、径方向支持部３２及び外側ファンガイド５を介して、フレーム３に固定することができる。そのため、フレーム３に小径部ファンガイド９を固定する専用の固定部を設ける必要がない。よって、フレーム３に小径部ファンガイド９の固定部を設けることにより、製造コストが増加しないようにでき、フレーム３に小径部ファンガイド９の固定部を設けることが困難な場合にも対応できる。また、径方向支持部３２の形状を変更することにより、フレーム３の形状を変更することなしに、小径部ファンガイド９の配置を変更することができる。
なお、小径部ファンガイド９が径方向支持部３２により外側ファンガイド５に固定されることにより変更される部分以外の構成は、上記の実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

本実施の形態では、径方向支持部３２は、周方向に複数設けられている。各径方向支持部３２は、小径部ファンガイド９の外周面から径方向外側に延びた棒状（又は板状）の部材とされており、小径部ファンガイド９に一体的に連結された部材とされている。各径方向支持部３２の径方向外側の端部は、ボルト等の締結部材（不図示）により外側ファンガイド５（隔壁部２４）に固定される。

本実施の形態では、小径部ファンガイド９は、ファン固定部７の軸方向離間側ＸＡに配置されたフレーム３の部分（本例では、フレームボス部２２）とも軸方向Ｘに間隔を空けて配置されている。小径部ファンガイド９は、フレーム３により直接支持されていないため、小径部ファンガイド９の軸方向Ｘの位置の配置の自由度を高めることができる。

４．実施の形態４
次に、実施の形態４に係る回転電機１について説明する。図８は、本実施の形態に係る回転電機１を、回転軸心Ｃを通る平面で切断した要部部分断面図であり、図９は、小径部ファンガイド９及び延出軸部６を、図８のＡ−Ａ断面位置において切断し、軸方向離間側ＸＡに見た要部断面図である。図９では、上下対称であるため、下側部分の図示は省略している。

図８及び図９に示すように、本実施の形態では、小径部ファンガイド９は、周方向に分割されており、分割された小径部ファンガイド９である分割ファンガイド３０のそれぞれは、径方向に延びる径方向支持部３２により、外側ファンガイド５に固定されている。この構成によれば、上記の実施の形態２及び実施の形態３と同様の効果を奏すると共に、実施の形態２及び実施の形態３を組み合わせることによる特有の効果を奏する。すなわち、径方向支持部３２の形状を変更することにより、各分割ファンガイド３０の径方向や周方向や軸方向Ｘの位置の配置を容易に変更することができる。例えば、径方向支持部３２の径方向の長さを変更することにより、各分割ファンガイド３０の径方向の位置を容易に変更することができる。そのため、実施の形態２のように、フレーム３に、分割ファンガイド３０を固定する固定部の径方向の位置を変更する機構などを設ける必要がなくなる。
なお、分割ファンガイド３０のそれぞれが径方向支持部３２により外側ファンガイド５に固定されることにより変更される部分以外の構成は、上記の実施の形態１及び実施の形態２と同様であるので説明を省略する。

本実施の形態では、分割ファンガイド３０のそれぞれについて、径方向支持部３２が周方向に複数（本例では３つ）設けられている。各径方向支持部３２は、分割ファンガイド３０から径方向外側に延びた棒状（又は板状）の部材とされており、分割ファンガイド３０と一体的な部材とされている。各径方向支持部３２の径方向外側の端部は、ボルト等の締結部材（不図示）により外側ファンガイド５（隔壁部２４）に固定されている。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施の形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記の各実施の形態においては、回転子１１よりも軸方向第一側Ｘ１及び軸方向第二側Ｘ２の軸方向両側のそれぞれにおいて、延出軸部６、ファン固定部７、小径部８、軸流ファン４、及び小径部ファンガイド９が備えられており、軸方向両側のこれらの構成は同様とされている場合を例に説明した。しかし、延出軸部６、ファン固定部７、小径部８、軸流ファン４、及び小径部ファンガイド９は、少なくとも軸方向第一側Ｘ１及び軸方向第二側Ｘ２のいずれか一方のみに備えられればよく、これらの全部又は一部は、軸方向両側に備えられていなくてもよい。

（２）上記の各実施の形態においては、回転電機１は、密閉空間内で気体を循環する全閉気体冷却型とされ、冷却機１７が備えられている場合を例に説明した。しかし、回転電機１は、外部から気体を取り込む開放気体冷却型とされてもよく、冷却機１７が備えられていなくてもよい。

（３）上記の各実施の形態においては、回転電機１は、タービン発電機とされている場合を例に説明した。しかし、回転電機１は、タービン発電機以外の回転電機とされてもよく、発電機及び電動機の一方又は双方の機能を備えるように構成されてもよい。

（４）上記の各実施の形態においては、延出軸部６は、ファン固定部７の軸方向近接側ＸＣの部分が、ファン固定部７よりも小径にされている場合を例に説明した。しかし、延出軸部６は、ファン固定部７の軸方向離間側ＸＡの部分が小径にされた小径部８を備えていればよく、ファン固定部７の軸方向近接側ＸＣの部分は、ファン固定部７と同径又は大径にされてもよい。

（５）上記の各実施の形態においては、ファン固定部７の外周面は、同径の円筒状に形成されている場合を例に説明した。しかし、ファン固定部７の外周面は、軸方向Ｘに沿って径方向の位置が変化する形状とされてもよい。

（６）上記の実施の形態１において、小径部ファンガイド９は、円筒状に形成されている場合を例に説明した。しかし、小径部ファンガイド９は、小径部８の径方向外側に間隔を空けて周方向及び軸方向Ｘに延在していれば、どのような形状であってもよい。例えば、小径部ファンガイド９は、円筒以外の形の筒状に形成されていてもよく、実施の形態２及び実施の形態４のように、周方向の一部に隙間や切欠きが設けられていてもよい。

（７）上記の実施の形態１、２において、回転電機１は、軸流ファン４の径方向外側に配置された外側ファンガイド５を備えている場合を例に説明した。しかし、回転電機１は、外側ファンガイド５を備えないように構成されてもよい。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

この発明は、固定子及び回転子側に送風する軸流ファンが回転子の回転軸に固定された回転電機に好適に利用することができる。

１：回転電機、２：回転軸、３：フレーム、４：軸流ファン、５：外側ファンガイド、６：延出軸部、７：ファン固定部、８：小径部、９：小径部ファンガイド、１０：固定子、１１：回転子、１７：冷却機、１９：支持壁、２２：フレームボス部、２３：ファンカバー部、２４：隔壁部、２５：内壁、２６：段差空間、３０：分割ファンガイド、３２：径方向支持部、Ｃ：回転軸心、Ｘ：軸方向、Ｘ１：軸方向第一側、Ｘ２：軸方向第二側、ＸＡ：軸方向離間側、ＸＣ：軸方向近接側、ΔＤ：軸方向間隔

Claims (7)

1. 固定子及び回転子と、前記回転子よりも軸方向に延出した延出軸部を有する前記回転子の回転軸と、前記固定子及び前記回転軸を支持するフレームと、前記延出軸部に固定され、前記固定子及び前記回転子側に送風する軸流ファンと、を備えた回転電機であって、
   前記延出軸部における、前記軸流ファンが固定されるファン固定部よりも、軸方向における前記回転子から離れる側の部分であって、前記ファン固定部よりも小径の小径部の径方向外側に間隔を空けて、周方向及び軸方向に延在し、前記フレームに固定される小径部ファンガイドを備え、
   前記小径部ファンガイドは、前記ファン固定部と軸方向に間隔を空けて配置されていると共に、周方向に分割されている回転電機。
2. 前記フレームに固定され、前記軸流ファンの径方向外側に空隙を有して配置された外側ファンガイドを備え、
   分割された前記小径部ファンガイドのぞれぞれは、径方向に延びる径方向支持部により、前記外側ファンガイドに固定されている請求項１に記載の回転電機。
3. 分割された前記小径部ファンガイドの形状は、周方向の各部で異なっている請求項１又は２に記載の回転電機。
4. 分割された前記小径部ファンガイドの径方向の位置が、個別に変更可能にされている請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機。
5. 固定子及び回転子と、前記回転子よりも軸方向に延出した延出軸部を有する前記回転子の回転軸と、前記固定子及び前記回転軸を支持するフレームと、前記延出軸部に固定され、前記固定子及び前記回転子側に送風する軸流ファンと、を備えた回転電機であって、
   前記延出軸部における、前記軸流ファンが固定されるファン固定部よりも、軸方向における前記回転子から離れる側の部分であって、前記ファン固定部よりも小径の小径部の径方向外側に間隔を空けて、周方向及び軸方向に延在し、前記フレームに固定される小径部ファンガイドと、
   前記フレームに固定され、前記軸流ファンの径方向外側に空隙を有して配置された外側ファンガイドと、を備え、
   前記小径部ファンガイドは、前記ファン固定部と軸方向に間隔を空けて配置されていると共に、径方向に延びる径方向支持部により、前記外側ファンガイドに固定されている回転電機。
6. 前記小径部ファンガイドは、周方向に分割され、
   分割された前記小径部ファンガイドのぞれぞれは、前記径方向支持部により、前記外側ファンガイドに固定されている請求項５に記載の回転電機。
7. 前記小径部ファンガイドは、前記ファン固定部の軸方向における前記回転子から離れる側に配置された前記フレームの部分と、軸方向に間隔を空けて配置されている請求項５又は６に記載の回転電機。

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