先ず、この発明による回転電機の冷却装置の基本的構成について説明する。図1は、この発明による回転電機の冷却装置を、従来の回転電機の冷却装置と対比して示す概念図であり、(a)は従来の回転電機の冷却装置、(b)はこの発明による回転電機の冷却装置を示している。図1の(a)に示す従来の回転電機の冷却装置10は、高温ガスである冷却流体の流入する方向11に対して第1の端面部101が直交するように配置されている。換言すれば、第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向101と直交する第1の直交面S1に対して平行に配置されている。又、冷却された低温ガスである冷却流体の流出する方向12に対して第2の端面部102が直交するように配置されている。換言すれば、第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12と直交する第2の直交面S2に対して平行に配置されている。更に、図1の(a)に示す従来の回転電機の冷却装置10は、冷却流体が流入する側の枠体内流路71の最小幅の方向DW1に対して第1の端面部101が平行に配置され、冷却流体が流出する側の枠体内流路72の最小幅の方向DW2に対して第2の端面部102が平行に配置されている。
これに対して、図1の(b)に示すこの発明による回転電機の冷却装置10は、冷却流体の流入する方向11に対して第1の端面部101が傾斜して配置され、冷却流体の流出する方向12に対して第2の端面部102が傾斜して配置されている。換言すれば、第1及び第2の端面部101、102は、冷却流体の流入する方向11及び流出する方向12に対して直交する第1及び第2の直交面S1、S2に対して、傾斜して配置されている。尚、第1の端面部101と第2の端面部102は対向する位置に設けられている。又、図1の(b)に示すこの発明の回転電機の冷却装置10は、冷却流体が流入する側の枠体内流路71の最小幅の方向DW1に対して第1の端面部101が傾斜して配置され、冷却流体が流出する側の枠体内流路72の最小幅の方向DW2に対して第2の端面部102が傾斜して配置されている。尚、枠体内流路の最小幅DW1、DW2の方向に対して第1及び第2の端面部101、102が最大の傾斜である垂直に配置されることもあり得る。冷却装置10を小型化するためには、第1の端面部101と第2の端面部102とが平行であることが望ましいが、冷却装置10を設置するスペース等の関係で平行でない場合もあり得る。尚、枠体内流路71、72は、後述する枠体1の内部空間により形成される。
図1の(a)に示す従来の回転電機の冷却装置10の場合、第1の端面部101と第2の端面部102の縦寸法Laは、冷却流体が流入する側の枠体内流路71の縦寸法DW1と冷却流体が流出する側の枠体内流路72の縦寸法DW2(=DW1)に等しい。この従来の冷却装置10に於ける端面部面積Aは、[A=端面部の縦寸法La×端面部の横寸法(紙面に垂直方向の寸法;図示せず)]となる。
一方、図1の(b)に示すこの発明による回転電機の冷却装置10の場合、第1の端面部101と第2の端面部102の縦寸法Lbは、冷却流体が流入する側の枠体内流路71の縦寸法DW1と冷却流体が流出する側の枠体内流路72の縦寸法DW2(=DW1)よりも大きい。この発明による回転電機の冷却装置10に於ける端面部面積Bは、[B=端面部の縦寸法Lb×端面部の横寸法(紙面に垂直方向の寸法;図示せず)]となる。
従って、前述の従来の冷却装置10の第1の端面部101及び第2の端面部102の横寸法(前述)と、この発明による冷却装置10の第1の端面部101及び第2の端面部102の横寸法(前述)とが同一であるとすると、この発明による冷却装置10の端面部面積Bは、従来の冷却装置10の端面部面積Aよりも大きくなることは明らかである。冷却装置の端面部面積が大きくなると、冷却装置内に流入した冷却流体の流速が遅くなり、冷却流体が冷却管107に長時間接触することになる。その結果、図1の(b)に示すこの発明の実施の形態1の冷却装置10は、図1の(a)に示す従来の冷却装置10に比べて高い熱交換性能を備えることになる。
このように、この発明による回転電機の冷却装置10は、枠体内流路から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した前記冷却流体を前記枠体内流路へ流出させる第2の端面部102とを備え、前記第1の端面部101と前記第2の端面部102とのうちの少なくとも一方は、冷却装置10の近傍に於ける枠体内流路71、72の最小幅の方向DW1、DW2に対して傾斜して配置され、又は、前記第1の端面部101と前記第2の端面部102とのうちの少なくとも一方は、冷却流体が流入する主たる方向11と冷却流体が流出する主たる方向12とのうちの少なくとも一方に対して傾斜して配置されている、ことを特徴とする。
尚、冷却流体が流入する方向と流出する方向とが異なる場合もあり得るが、この発明による回転電機の冷却装置は、第1の端面部101と第2の端面部102とのうちの少なくとも一方が、冷却流体が流入する方向と冷却流体が流出する方向とのうちの少なくとも一方に対して、傾斜して配置されるように構成される。又、冷却流体の流入する方向11と冷却流体の流出する方向12は、夫々、複数の方向を含んでいる場合があるが、本願発明に於いて、冷却流体が流入する方向は、それらの流入する複数の方向のうちの何れであっても良く、又、冷却流体が流出する方向は、それらの流出する複数の方向のうちの何れであってもよいが、望ましくは、冷却流体が流入する方向は、それらの流入する複数の方向のうちの最も流入量が多い方向であり、冷却流体が流出する方向は、それらの流出する複数の方向のうちの最も流出量が多い方向である。
実施の形態1.
次に、この発明の実施の形態1による回転電機について説明する。図2は、この発明の実施の形態1による回転電機の構成図で、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。図2に於いて、円筒状に形成された枠体1の内部に収納された回転子2は、軸受(図示せず)により回動自在に支持されている。枠体1の内部に収納された固定子4は、固定子巻線(図28参照)を備えている。固定子4の内側空間部には回転子2が挿入され、固定子4の内周面が回転子2の外周面に対して所定の空隙6を介して対向している。枠体1の内部空間は、枠体内流路7を形成している。
固定子4は、固定子4の径方向に延びて空隙6と枠体内流路7とを連通させる複数の固定子ダクト(図28参照)を備えている。回転子2の軸方向の両端部に固定された一対の冷却ファン(図28参照)は、固定子4と回転子2の軸方向両端部に夫々対向して設けられ、その軸方向両端部から冷却流体を圧送して空隙6内に流入させる。
第1の冷却装置10aは、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する一方側[図2の(b)では左側]に配置されている。第2の冷却装置10bは、前述の水平面SHより上側で且つ前述の垂直面SVに対する他方側[図2の(b)では右側]に配置され、第1の冷却装置10aに対して間隔を介して配置されている。
第1の冷却装置10aは、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、第1の端面部101は、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、第2の端面部102は、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。又、第1の冷却装置10aの第1及び第2の端面部101、102は、冷却装置の近傍の枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
前述の第1の冷却装置10aの第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向している。第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向し、且つその一方の端縁が枠体1の内面部に接している。
一方、第2の冷却装置10bは、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、この第1の端面部101に平行に配置され、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、第1の端面部101は、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、第2の端面部102は、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。又、第2の冷却装置10bの第1及び第2の端面部101、102は、冷却装置の近傍の枠体内流路7の最小幅DWの方向に対して、傾斜して配置されている。
前述の第2の冷却装置10bの第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向している。第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向し、且つその一方の端縁が枠体1の内面部に接している。
仕切板110は、第1の冷却装置10aと第2の冷却装置10bとの間に跨って設けられており、固定子4からの高温の冷却流体と各冷却装置10a、10bにより冷却された低温の冷却流体とが混じり合わないように、各冷却装置10a、10bの第1の端面部101と第2の端面部102との間を分離している。
第1及び第2の冷却装置10a、10bは、第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107参照)を備えている。これ等の冷却管は、一対のヘッダー103、104により往路と復路に分けて並列に接続されている。流入管105からヘッダー103に流入した冷却水等の冷却媒体は、複数の往路の冷却管からヘッダー104に至り、復路の冷却管からヘッダー103に戻り、流出管106から流出して外部の冷却媒体冷却装置(図示せず)により冷却される。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態1による回転電機に於いて、第1及び第2の冷却装置10a、10bにより冷却された低温の冷却流体は、回転子2及び固定子4の軸方向両端部から冷却ファン(図28参照)により圧送されて空隙6内に流入する。空隙6内に圧送された冷却流体は、複数の固定子ダクトを流通して、第1及び第2の冷却装置10a、10bと仕切板110により囲まれた下側の枠体内流路7へ流出して後、各冷却装置10a、10bの第1の端面部101から各冷却装置10a、10bの内部へ流入して前述の冷却管により冷却され、各冷却装置10a、10bの第2の端面部102から、第1及び第2の冷却装置10a、10bと仕切板110により囲まれた上側の枠体内流路7へ流出する。
仕切板110の上部の枠体内流路7へ流出した低温の冷却流体は、再び冷却ファンにより回転子2の軸方向両端部から空隙6へ圧送される。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図2に示す矢印の方向とは逆方向であっても良い。この場合、第1及び第2の冷却装置10a、10b1に於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図2に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンが冷却流体を圧送方向は前述とは逆となる。
図3は、この発明の実施の形態1による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態1による回転電機を示す。図3の(a)に示す従来の回転電機に比して、図3の(b)に示すこの発明の実施の形態1による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、小型且つ軽量でしかも十分な熱交換性能を発揮できる冷却装置とすることができ、その結果、枠体1の外形寸法も小さくすることができ、全体として小型且つ軽量な回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態1による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)固定子の軸線を含む水平面より上側で且つ前記軸線を含む垂直面に対する一方側に配置された第1の冷却装置と、前記水平面より上側で且つ前記垂直面に対する他方側に配置され、前記第1の冷却装置に対して間隔を介して配置された第2の冷却装置とを備える。
(2)前記第1及び第2の冷却装置は、夫々第1の端面部と第2の端面部とを備え、前記第1の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部に対向し、前記第2の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部に対向している。
(3)第1及び第2の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(4)枠体は、円筒形に形成されている。
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2による回転電機について説明する。この発明の実施の形態2による回転電機は、前述の実施の形態1に於ける第1及び第2の冷却装置10a、10bを、夫々2個ずつに分割し、全体として第1乃至第4の冷却装置を備えるようにしたものである。
図4は、この発明の実施の形態2による回転電機の構成図であり、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。図4に於いて、第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する一方側[図4の(b)では左側]に配置されている。第2の冷却装置10a2は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する前述の一方側に配置され、しかも第1の冷却装置10a1よりも垂直面SV側に配置されている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、やや屈曲して固定子4の周方向に連結されている。
第3の冷却装置10b1は、前述の水平面SHより上側で且つ前述の垂直面SVに対する他方側[図4の(b)では右側]に配置され、第4の冷却装置10b2は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する前述の他方側に配置され、しかも第3の冷却装置10b1よりも垂直面SV側に配置されている。第3及び第4の冷却装置10b1,10b2は、やや屈曲して固定子4の周方向に連結されている。
第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の各第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。又、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の各第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。更に、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の第1及び第2の端面部101、102は、冷却装置の近傍の枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の各第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、各第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。又、第1の冷却装置10a1の第2の端面部102側の一方の端縁が枠体1の内面部に接している
一方、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の各第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。更に、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の各第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。又、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の第1及び第2の端面部101、102は、冷却装置の近傍の枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の各第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、各第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。又、第4の冷却装置10b2の第2の端面部102側の一方の端縁が枠体1の内面部に接している。
仕切板110は、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2と、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2との間に跨って設けられており、固定子4からの高温の冷却流体と各冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2により冷却された低温の冷却流体とが混じり合わないように、各冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2の各第1の端面部101と各第2の端面部102との間を分離している。
第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2は、夫々第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107参照)を備えているが、それらの構成は前述の図1及び実施の形態1の場合と同様である。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態2による回転電機に於いて、第1乃至第4の冷却装置冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2により冷却された低温の冷却流体は、回転子2及び固定子4の軸方向両端部から冷却ファン(図28参照)により圧送されて空隙6内に流入する。空隙6内に圧送された冷却流体は、複数の固定子ダクト(図28参照)を流通して、第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2と仕切板110により囲まれた下側の枠体内流路7へ流出して後、各冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2の第1の端面部101から各冷却装置の内部へ流入して前述の冷却管により冷却され、各冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2の第2の端面部102から、第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1,10b2と仕切板110により囲まれた上側の枠体内流路7へ流出する。
仕切板110の上部の枠体内流路7へ流出した低温の冷却流体は、再び冷却ファンにより回転子2の軸方向両端部から空隙6へ圧送される。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図4に示す矢印とは逆方向であっても良い。この場合、第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2に於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図4に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンが冷却流体を圧送する方向は前述とは逆となる。
図5は、この発明の実施の形態2による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態2による回転電機を示す。図5の(a)に示す従来の回転電機に比して、図5の(b)に示すこの発明の実施の形態2による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、小型且つ軽量でしかも十分な熱交換性能を発揮できる冷却装置とすることができ、その結果、枠体1の外形寸法も小さくすることができ、全体として小型且つ軽量な回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態2による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)固定子の軸線を含む水平面より上側で且つ前記軸線を含む垂直面に対する一方側にあって、前記固定子の周方向に並置された第1の冷却装置及び第2の冷却装置と、前記水平面より上側で且つ前記垂直面に対する他方側にあって、前記固定子の周方向に並置された第3の冷却装置及び第4の冷却装置とを備える。
(2)前記第1乃至第4の冷却装置は、夫々第1の端面部と第2の端面部とを備え、前記第1乃至第4の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部に対向している。
(3)前記第1及び第2の冷却装置は、前記固定子の周方向に屈曲して連結され、前記第3及び第4の冷却装置は、前記固定子の周方向に屈曲して連結されている。
(4)第1乃至第4の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(5)枠体は、円筒形に形成されている。
実施の形態3.
次にこの発明の実施の形態3による回転電機について説明する。図6は、この発明の実施の形態3による回転電機の構成図で、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。
図6に於いて、第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する一方側[図6の(b)では左側]に配置されている。第2の冷却装置10b1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する他方側[図6の(b)では右側]に配置されている。
第3の冷却装置10a2は、前述の水平面SHより下側で且つ前述の垂直面SVに対する前述の一方側に配置されている。第4の冷却装置10b2は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより下側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する前述の他方側に配置されている。第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2は相互に間隔を介して配置されている。
第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、この第1の端面部101に平行に配置され、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の各第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。又、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の各第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。更に、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の第1及び第2の端面部101、102は、冷却装置の近傍の枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
第1及び第2の冷却装置10a1、10b1の各第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、各第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。又、第3及び第4の冷却装置10a2、10b2の第1各の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、各第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部若しくは回転電機を設置している床面側に対向している。第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の第2の端面部102側の一方の端縁は、枠体1の内面部に接している。
第1の仕切板110は、第1の冷却装置10a1と第2の冷却装置10b1との間に跨って設けられており、固定子4からの高温の冷却流体と各冷却装置10a1、10b1により冷却された低温の冷却流体とが混じり合わないように、各冷却装置10a1、10b1の各第1の端面部101と各第2の端面部102との間を分離している。
第2の仕切板111は、第3の冷却装置10a2と第4の冷却装置10b2との間に跨って設けられており、固定子4からの高温の冷却流体と各冷却装置10a2、10b2により冷却された低温の冷却流体とが混じり合わないように、各冷却装置10a2、10b2の各第1の端面部101と各第2の端面部102との間を分離している。
第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2は、夫々第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107参照)を備えているが、それらの構成は前述の図1及び実施の形態1の場合と同様である。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態3による回転電機に於いて、第1乃至第4の冷却装置冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2により冷却された低温の冷却流体は、回転子2及び固定子4の軸方向両端部から冷却ファン(図示せず)により圧送されて空隙6内に流入する。空隙6内に圧送された冷却流体は、複数の固定子ダクトを流通して第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2と第1及び第2の仕切板110、111に囲まれた枠体内流路7へ流出して後、各冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の第1の端面部101から各冷却装置の内部へ流入して前述の冷却管により冷却され、第1及び第2の冷却装置10a1、10b1の第2の端面部102から、第1及び第2の冷却装置10a1、10b1と第1の仕切板110より上側の枠体内流路7へ流出し、且つ第3及び第4の冷却装置10a2、10b2の第2の端面部102から、第3及び第4の冷却装置10a2、10b2と第2の仕切板110より下側の枠体内流路7へ流出する。
各冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の第2の端面部102から流出した前述の冷却流体は、再び冷却ファンにより回転子2の軸方向両端部から空隙6へ圧送される。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図6に示す矢印の方向とは逆方向であっても良い。この場合、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2に於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図6に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンが冷却流体を圧送する方向は前述とは逆となる。
図7は、この発明の実施の形態3による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態3による回転電機を示す。図7の(a)に示す従来の回転電機に比して、図7の(b)に示すこの発明の実施の形態3による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、小型且つ軽量でしかも十分な熱交換性能を発揮できる冷却装置とすることができ、その結果、枠体1の外形寸法も小さくすることができ、全体として小型且つ軽量な回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態3による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)固定子の軸線を含む水平面より上側で且つ前記軸線を含む垂直面に対する一方側に配置された第1の冷却装置と、前記水平面より上側で且つ前記垂直面に対する他方側に配置された第2の冷却装置と、前記水平面より下側で且つ前記垂直面に対する一方側に配置された第3の冷却装置と、前記水平面より下側で且つ前記垂直面に対する他方側に配置された第4の冷却装置とを備えている。
(2)前記第1乃至第4の冷却装置は、夫々第1の端面部と第2の端面部とを備え、前記第1及び第2の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部に対向し、前記第3及び第4の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部又は前記固定子を設置している床面側に対向している。
(3)前記第1乃至第4の冷却装置は、相互に間隔を介して配置され、前記第1及び第3の冷却装置の前記第1の端面部同士又は前記第2の端面部同士は、前記固定子を介して対向し、前記第2及び第4の冷却装置の前記第1の端面部同士又は前記第2の端面部同士は、前記固定子を介して対向している。
(4)第1乃至第4の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(5)枠体は、円筒形に形成されている。
実施の形態4.
次にこの発明の実施の形態4による回転電機について説明する。図8は、この発明の実施の形態4による回転電機の構成図であり、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。
図8に於いて、第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する一方側[図8の(b)では左側]に配置されている。第2の冷却装置10b1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する他方側[図8の(b)では右側]に配置されている。
第3の冷却装置10a2は、前述の水平面SHより下側で且つ前述の垂直面SVに対する前述の一方側に配置されている。第4の冷却装置10b2は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより下側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する前述の他方側に配置されている。第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2は相互に間隔を介して配置されている。
このように、第1及び第3の冷却装置10a1、10a2は、固定子4の一方の側部([図8の(b)では図の左側]に上下に間隔を介して配列され、第2及び第4の冷却装置10b1、10b2は、固定子4の他方の側部([図8の(b)では図の右側]に上下に間隔を介して配列されている。
第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の各第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。又、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の各第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。更に、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の第1及び第2の端面部101、102は、冷却装置の近傍の枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の各第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、各第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。又、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の各第2の端面部102は、その一方の端縁が枠体1の内面部に接している。
第1の仕切板110は、第1の冷却装置10a1と第3の冷却装置10a2との間に跨って設けられており、固定子4からの高温の冷却流体と各冷却装置10a1、10a2により冷却された低温の冷却流体とが混じり合わないように、各冷却装置10a1、10a2の各第1の端面部101と各第2の端面部102との間を分離している。
第2の仕切板111は、第2の冷却装置10b1と第4の冷却装置10b2との間に跨って設けられており、固定子4からの高温の冷却流体と各冷却装置10b1、10b2により冷却された低温の冷却流体とが混じり合わないように、各冷却装置10b1、10b2の各第1の端面部101と各第2の端面部102との間を分離している。
第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2は、夫々第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107参照)を備えているが、それらの構成は、前述の図1及び実施の形態1の場合と同様である。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態4による回転電機に於いて、第1乃至第4の冷却装置冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2により冷却された低温の冷却流体は、回転子2及び固定子4の軸方向両端部から冷却ファン(図示せず)により圧送されて空隙6内に流入する。空隙6内に圧送された冷却流体は、複数の固定子ダクトを流通して第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2と第1及び第2の仕切板110、111に囲まれた枠体内流路7へ流出して後、各冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の第1の端面部101から各冷却装置の内部へ流入して前述の冷却管により冷却され、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の第2の端面部102から、枠体内流路7へ流出する。
各冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の第2の端面部102から流出した前述の冷却流体は、再び冷却ファンにより回転子2の軸方向両端部から空隙6へ圧送される。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図8に示す矢印の方向とは逆方向であっても良い。この場合、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2に於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図8に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンが冷却流体を圧送する方向は前述とは逆となる。
図9は、この発明の実施の形態4による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態4による回転電機を示す。図9の(a)に示す従来の回転電機に比して、図9の(b)に示すこの発明の実施の形態4による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、小型且つ軽量でしかも十分な熱交換性能を発揮できる冷却装置とすることができ、その結果、枠体1の外形寸法も小さくすることができ、全体として小型且つ軽量な回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態4による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)固定子の軸線を含む水平面より上側で且つ前記軸線を含む垂直面に対する一方側に配置された第1の冷却装置と、前記水平面より上側で且つ前記垂直面に対する他方側に配置された第2の冷却装置と、前記水平面より下側で且つ前記垂直面に対する一方側に配置された第3の冷却装置と、前記水平面より下側で且つ前記垂直面に対する他方側に配置された第4の冷却装置とを備える。
(2)前記第1乃至第4の冷却装置は、夫々前記第1の端面部と前記第2の端面部とを備え、前記第1乃至第4の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部に対向している。
(3)前記第1乃至第4の冷却装置は、相互に間隔を介して配置され、前記第1及び第2の冷却装置の前記第1の端面部同士又は前記第2の端面部同士は、前記固定子を介して対向し、前記第3及び第4の冷却装置の前記第1の端面部同士又は前記第2の端面部同士は、前記固定子を介して対向している。
(4)第1乃至第4の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(5)枠体は、円筒形に形成されている。
実施の形態5.
次にこの発明の実施の形態5による回転電機について説明する。図10は、この発明の実施の形態5による回転電機の構成図であり、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。
図10に於いて、回転子2と固定子4を収納する枠体1は、長方形の箱形に形成されている。第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する一方側[図10の(b)では左側]に配置されている。第2の冷却装置10b1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する他方側[図10の(b)では右側]に配置されている。
第3の冷却装置10a2は、前述の水平面SHより下側で且つ前述の垂直面SVに対する前述の一方側に配置されている。第4の冷却装置10b2は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより下側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する前述の他方側に配置されている。
第1及び第3の冷却装置10a1、10a2は、固定子4の一方の側部([図10の(b)では図の左側]に上下に連結され且つ屈曲して配列され、第2及び第4の冷却装置10b1、10b2は、固定子4の他方の側部([図10の(b)では図の右側]に上下に連結され且つ屈曲して配列されている。
第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の各第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。又、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の各第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。更に、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の第1及び第2の端面部101、102は、冷却装置の近傍の枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の各第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、各第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。又、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の各第2の端面部102は、その一方の端縁が枠体1の内面部に接している。
第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2は、夫々第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107に相当する)を備えているが、それらの構成は前述の図1及び実施の形態1の場合と同様である。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態4による回転電機に於いて、第1乃至第4の冷却装置冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2により冷却された低温の冷却流体は、回転子2及び固定子4の軸方向両端部から冷却ファン(図示せず)により圧送されて空隙6内に流入する。空隙6内に圧送された冷却流体は、複数の固定子ダクトを流通して第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2と第1及び第2の仕切板110、111に囲まれた枠体内流路7へ流出して後、各冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の第1の端面部101から各冷却装置の内部へ流入して前述の冷却管により冷却され、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の第2の端面部102から、枠体1の内面側の枠体内流路7へ流出する。
各冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2の第2の端面部102から流出した前述の冷却流体は、再び冷却ファンにより回転子2の軸方向両端部から空隙6へ圧送される。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図10に示す矢印の方向とは逆方向であっても良い。この場合、第1乃至第4の冷却装置10a1、10b1、10a2、10b2に於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図10に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンの冷却流体圧送方向は前述とは逆となる。
図11は、この発明の実施の形態5による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態5による回転電機を示す。図11の(a)に示す従来の回転電機に比して、図11の(b)に示すこの発明の実施の形態5による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、小型且つ軽量でしかも十分な熱交換性能を発揮できる冷却装置とすることができ、その結果、枠体1の外形寸法も破線で示す従来の場合よりも小さくすることができ、全体として小型且つ軽量な回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態5による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)固定子の軸線を含む水平面より上側で且つ前記軸線を含む垂直面に対する一方側に配置された第1の冷却装置と、前記水平面より上側で且つ前記垂直面に対する他方側に配置された第2の冷却装置と、前記水平面より下側で且つ前記垂直面に対する一方側に配置された第3の冷却装置と、前記水平面より下側で且つ前記垂直面に対する他方側に配置された第4の冷却装置とを備える。
(2)前記第1乃至第4の冷却装置は、夫々第1の端面部と第2の端面部とを備え、前記第1乃至第4の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部に対向している。
(3)前記第1及び第3の冷却装置は、前記固定子の周方向に相互に屈曲して連結され、前記第2及び第4の冷却装置は、前記固定子の周方向に相互に屈曲して連結されている。
(4)第1乃至第4の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(5)枠体は、長方形の箱型に形成されている。
実施の形態6.
次に、この発明の実施の形態6による回転電機について説明する。図12は、この発明の実施の形態6による回転電機の構成図で、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。
図12に於いて、回転子2及び固定子4を収納する枠体1は、長方形の箱型に形成されている。第1の冷却装置10aは、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する一方側[図12の(b)では左側]に配置されている。第2の冷却装置10bは、前述の水平面SHより上側で且つ前述の垂直面SVに対する他方側[図12の(b)では右側]に配置され、第1の冷却装置10aに対して間隔を介して配置されている。
第1の冷却装置10aは、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。又、第1の冷却装置10aの第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。更に、第1の冷却装置10aの第1及び第2の端面部101、102は、冷却装置の近傍の枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
前述の第1の冷却装置10aの第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向している。第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向し、且つその両端縁が枠体1の内面部の角部を挟むように枠体1の内面部に接している。
一方、第2の冷却装置10bは、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第2の冷却装置10bの第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。更に、第2の冷却装置10bの第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。更に、第2の冷却装置10bの第1及び第2の端面部101、102は、冷却装置の近傍の枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
前述の第2の冷却装置10bの第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向している。第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向し、且つその両端縁が枠体1の内面部の角部を挟むように枠体1の内面部に接している。
仕切板110は、第1の冷却装置10aと第2の冷却装置10bとの間に跨って設けられており、固定子4からの高温の冷却流体と各冷却装置10a、10bにより冷却された低温の冷却流体とが混じり合わないように、各冷却装置10a、10bの第1の端面部101と第2の端面部102との間を分離している。
第1及び第2の冷却装置10a、10bは、第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107に相当する)を備えているが、それらの構成は、前述の図1及び実施の形態1の場合と同様である。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態6による回転電機に於いて、第1及び第2の冷却装置10a、10bにより冷却された低温の冷却流体は、回転子2及び固定子4の軸方向両端部から冷却ファン(図示せず)により圧送されて空隙6内に流入する。空隙6内に圧送された冷却流体は、複数の固定子ダクトを流通して、第1及び第2の冷却装置10a、10bと仕切板110により囲まれた下側の枠体内流路7へ流出して後、各冷却装置10a、10bの第1の端面部101から各冷却装置10a、10bの内部へ流入して前述の冷却管により冷却され、各冷却装置10a、10bの第2の端面部102から、夫々枠体1の内面部の角部に形成された枠体内流路7へ流出する。
枠体1の内面部の角部に形成された枠体内流路7へ流出した低温の冷却流体は、再び冷却ファンにより回転子2の軸方向両端部から空隙6へ圧送される。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図21に示す矢印の方向とは逆方向であっても良い。この場合、第1及び第2の冷却装置10a、10bに於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図12に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンが冷却流体を圧送する方向は前述とは逆となる。
図13は、この発明の実施の形態6による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態6による回転電機を示す。図13の(a)に示す従来の回転電機に比して、図13の(b)に示すこの発明の実施の形態6による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、小型且つ軽量でしかも十分な熱交換性能を発揮できる冷却装置とすることができ、その結果、枠体1の外形寸法も破線で示す従来の場合よりも小さくすることができ、全体として小型且つ軽量な回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態6による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)固定子の軸線を含む水平面より上側で且つ前記軸線を含む垂直面に対する一方側に配置された第1の冷却装置と、前記水平面より上側で且つ前記垂直面に対する他方側に配置され、前記第1の冷却装置に対して間隔を介して配置された第2の冷却装置とを備える。
(2)前記第1及び第2の冷却装置は、夫々第1の端面部と第2の端面部とを備え、前記第1の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部に対向し、前記第2の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部に対向している。
(3)第1及び第2の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(4)枠体は、長方形の箱型に形成されている。
実施の形態7.
次に、この発明の実施の形態7による回転電機について説明する。この発明の実施の形態7による回転電機は、前述の実施の形態6に於ける第1及び第2の冷却装置10a、10bを、夫々2個ずつに分割し、全体として第1乃至第4の冷却装置を備えるようにしたものである。図14は、この発明の実施の形態7による回転電機の構成図で、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。
図14に於いて、回転子2及び固定子4を収納する枠体1は、長方形の箱型に形成されている。第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する一方側[図14の(b)では左側]に配置されている。第2の冷却装置10a2は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する前述の一方側に配置され、しかも第1の冷却装置10a1よりも垂直面SV側に配置されている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、やや屈曲して固定子4の周方向に連結されている。
第3の冷却装置10b1は、前述の水平面SHより上側で且つ前述の垂直面SVに対する他方側[図14の(b)では右側]に配置されている。第4の冷却装置10b2は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ前記軸線Xを含む垂直面SVに対する前述の他方側に配置され、しかも第3の冷却装置10b1よりも垂直面SV側に配置されている。第3及び第4の冷却装置10b1、10b2は、やや屈曲して固定子4の周方向に連結されている。
第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の各第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。又、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の各第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。更に、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の第1及び第2の端面部101、102は、枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の各第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、各第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。又、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の第2の端面部102側の夫々の一方の端縁が枠体1の内面部の角部を挟むように接している
一方、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の各第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。更に、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の各第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。更に、第3乃至第4の冷却装置10b1、10b2の第1及び第2の端面部101、102は、冷却装置の近傍の枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の各第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、各第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。又、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の第2の端面部102側の夫々の一方の端縁が枠体1の内面部の角部を挟むように接している。
仕切板110は、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2と、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2との間に跨って設けられており、固定子4からの高温の冷却流体と各冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2により冷却された低温の冷却流体とが混じり合わないように、各冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2の各第1の端面部101と各第2の端面部102との間を分離している。
第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2は、夫々第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107に相当する)を備えているが、それらの構成は前述の図1及び実施の形態1の場合と同様である。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態7による回転電機に於いて、第1乃至第4の冷却装置冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2により冷却された低温の冷却流体は、回転子2及び固定子4の軸方向両端部から冷却ファン(図示せず)により圧送されて空隙6内に流入する。空隙6内に圧送された冷却流体は、複数の固定子ダクトを流通して、第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2と仕切板110により囲まれた下側の枠体内流路7へ流出して後、各冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2の第1の端面部101から各冷却装置の内部へ流入して前述の冷却管により冷却され、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の第2の端面部102から枠体内流路7に流出し、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の第2の端面部102から枠体内流路7へ流出する。
枠体内流路7へ流出した低温の冷却流体は、再び冷却ファンにより回転子2の軸方向両端部から空隙6へ圧送される。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図14に示す矢印とは逆方向であっても良い。この場合、第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2に於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図14に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンが冷却流体を圧送する方向は前述とは逆となる。
図15は、この発明の実施の形態7による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態7による回転電機を示す。図15の(a)に示す従来の回転電機に比して、図15の(b)に示すこの発明の実施の形態7による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、小型且つ軽量でしかも十分な熱交換性能を発揮できる冷却装置とすることができ、その結果、枠体1の外形寸法も破線で示す従来の場合よりも小さくすることができ、全体として小型且つ軽量な回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態7による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)固定子の軸線を含む水平面より上側で且つ前記軸線を含む垂直面に対する一方側にあって、前記固定子の周方向に並置された第1の冷却装置及び第2の冷却装置と、前記水平面より上側で且つ前記垂直面に対する他方側にあって、前記固定子の周方向に並置された第3の冷却装置及び第4の冷却装置とを備える。
(2)前記第1乃至第4の冷却装置は、夫々第1の端面部と第2の端面部とを備え、前記第1乃至第4の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部に対向している。
(3)前記第1及び第2の冷却装置は、前記固定子の周方向に屈曲して連結され、前記第3及び第4の冷却装置は、前記固定子の周方向に屈曲して連結されている。
(4)第1乃至第4の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(5)枠体は、長方形の箱型に形成されている。
実施の形態8.
次に、この発明の実施の形態8による回転電機について説明する。図16は、この発明の実施の形態8による回転電機の構成図で、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。図16に於いて、回転子2及び固定子4を収納する枠体1は、長方形の箱型に形成されている。
図16に於いて、第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ固定子4の外周面の最上部より上側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第2の冷却装置10a2は、前述の水平面SHより上側で且つ固定子の外周面の最上部より上側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第2の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の傾斜方向は逆となっており、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、軸線Xの延びる方向に屈曲して連結されている。
第1の冷却装置10a1は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して傾斜して配置されている。又、第1の冷却装置10a1の第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して傾斜して配置され、その一方の端縁が枠体1の内面部に接している。更に、第1の冷却装置10a1の第1及び第2の端面部101、102は、枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
前述の第1の冷却装置10a1の第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。
一方、第2の冷却装置10a2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第2の冷却装置10a2の第1の端面部101は、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。更に、第2の冷却装置10a2の第2の端面部102は、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置され、その一方の端縁が枠体1の内面部に接している。更に、第2の冷却装置10a2の第1及び第2の端面部101、102は、枠体内流路7の最小幅の方向、即ち固定子の軸心Xが伸びる方向に対して直交する枠体内流路幅の方向、に対して傾斜して配置されている。
前述の第2の冷却装置10a2の第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。
第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107に相当する)を備えているが、それらの構成は、前述の図1及び実施の形態1の場合と同様である。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態8による回転電機に於いて、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2により冷却された低温の冷却流体は、回転子2及び固定子4の軸方向両端部から冷却ファン(図示せず)により圧送されて空隙6内に流入する。空隙6内に圧送された冷却流体は、複数の固定子ダクトを流通して、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の下側の枠体内流路7へ流出して後、矢印に示すようにほぼ垂直に各冷却装置10a1、10a2の第1の端面部101から各冷却装置の内部へ流入して前述の冷却管により冷却され、各冷却装置10a1、10a2の第2の端面部102から、夫々枠体内流路7へ流出する。
枠体1の内面部の角部に形成された枠体内流路7へ流出した低温の冷却流体は、再び冷却ファンにより回転子2の軸方向両端部から空隙6へ圧送される。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図216示す矢印の方向とは逆方向であっても良い。この場合、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2に於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図16に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンが冷却流体を圧送する方向は前述とは逆となる。
図17は、この発明の実施の形態8による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態8による回転電機を示す。図17の(a)に示す従来の回転電機に比して、図17の(b)に示すこの発明の実施の形態8による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、冷却装置の大きさを破線で示す従来の場合よりも小さくすることができ、その結果、枠体1の外形寸法を大きくすることなく熱交換性能の高い冷却装置を備えた回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態8による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)固定子の外周面の最上部より上側にあって前記固定子の軸線の延びる方向に屈曲して並置された第1及び第2の冷却装置を備える。
(2)前記第1及び第2の冷却装置は、夫々前記第1の端面部と前記第2の端面部とを備え、前記第1及び第2の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記固定子の外周面に対向し、他方は前記枠体の内面部に対向している。
(3)前記第1及び第2の冷却装置は、前記軸線の延びる方向に相互に連結されている。
(4)第1及び第2の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(5)枠体は、長方形の箱型に形成されている。
実施の形態9.
次に、この発明の実施の形態9による回転電機について説明する。図18は、この発明の実施の形態9による回転電機の構成図で、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。この発明の実施の形態9による回転電機は、実施の形態8に於ける回転電機の第1及び第2の冷却装置を、相互に連結せずに分離させたものである。
図18に於いて、回転子2及び固定子4を収納する枠体1は、長方形の箱型に形成されている。第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ固定子4の外周面の最上部より上側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第2の冷却装置10a2は、前述の水平面SHより上側で且つ固定子の外周面の最上部より上側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第2の冷却装置10a2は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の傾斜方向は逆となっている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、軸線Xの延びる方向に屈曲し、相互に分離されている。
第1の冷却装置10a1は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して傾斜して配置されている。又、第1の冷却装置10a1の第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して傾斜して配置されている。更に、第1の冷却装置10a1の第1及び第2の端面部101、102は、枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
前述の第1の冷却装置10a1の第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。
一方、第2の冷却装置10a2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第2の冷却装置10a2の第1の端面部101は、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。更に、第2の冷却装置10a2の第2の端面部102は、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。更に、第2の冷却装置10a2の第1及び第2の端面部101、102は、枠体内流路7の最小幅の方向、即ち固定子の軸心Xが伸びる方向に対して直交する枠体内流路幅の方向、に対して傾斜して配置されている。
前述の第2の冷却装置10a2の第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。
第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107に相当する)を備えているが、それらの構成は、前述の図1及び実施の形態1の場合と同様である。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態9による回転電機に於いて、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2により冷却された低温の冷却流体は、回転子2及び固定子4の軸方向両端部から冷却ファン(図示せず)により圧送されて空隙6内に流入する。空隙6内に圧送された冷却流体は、複数の固定子ダクトを流通して、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の下側の枠体内流路7へ流出して後、矢印に示すようにほぼ水平方向に各冷却装置10a1、10a2の第1の端面部101から各冷却装置の内部へ流入して前述の冷却管により冷却され、各冷却装置10a1、10a2の第2の端面部102から、夫々枠体内流路7へ流出する。
枠体1の内面部の角部に形成された枠体内流路7へ流出した低温の冷却流体は、再び冷却ファンにより回転子2の軸方向両端部から空隙6へ圧送される。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図18に示す矢印の方向とは逆方向であっても良い。この場合、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2に於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図18に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンが冷却流体を圧送する方向は前述とは逆となる。
図19は、この発明の実施の形態9による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態9による回転電機を示す。図19の(a)に示す従来の回転電機に比して、図19の(b)に示すこの発明の実施の形態9による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、冷却装置の大きさを破線で示す従来の場合よりも小さくすることができ、その結果、枠体1の外形寸法を大きくすることなく熱交換性能の高い冷却装置を備えた回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態9による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)固定子の外周面の最上部より上側にあって前記固定子の軸線の延びる方向に屈曲して並置された第1及び第2の冷却装置を備える。
(2)前記第1及び第2の冷却装置は、夫々前記第1の端面部と前記第2の端面部とを備え、前記第1及び第2の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記固定子の外周面に対向し、他方は前記枠体の内面部に対向している。
(3)前記第1及び第2の冷却装置は、前記軸線の延びる方向に相互に分離されている。
(4)第1及び第2の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(5)枠体は、長方形の箱型に形成されている。
実施の形態10.
次に、この発明の実施の形態10による回転電機について説明する。図20は、この発明の実施の形態10による回転電機の構成図で、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。
図20に於いて、回転子2及び固定子4を収納する枠体1は、長方形の箱型に形成されている。第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ固定子4の外周面の最上部より上側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第2の冷却装置10a2は、前述の水平面SHより上側で且つ固定子の外周面の最上部より上側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第2の冷却装置10a2は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の傾斜方向は逆となっている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、軸線Xの延びる方向に屈曲し、相互に分離されている。
第1の冷却装置10a1は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して傾斜して配置されている。又、第1の冷却装置10a1の第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して傾斜して配置されている。更に、第1の冷却装置10a1の第1及び第2の端面部101、102は、枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
前述の第1の冷却装置10a1の第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向し、第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向している。
一方、第2の冷却装置10a2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第2の冷却装置10a2の第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して、傾斜して配置されている。更に、第2の冷却装置10a2の第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して、傾斜して配置されている。更に、第2の冷却装置10a2の第1及び第2の端面部101、102は、枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
前述の第2の冷却装置10a2の第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向し、第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向している。
この実施の形態10に於ける各冷却装置10a1、10a2の第1の端面部101と第2の端面部102は、前述の実施の形態9の場合に於ける各冷却装置10a1、10a2の第1の端面部101と第2の端面部102の配置とは逆となっている。
第1及び第2の冷却装置10a、10bは、第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107に相当する)を備えているが、それらの構成は前述の図1及び実施の形態1の場合と同様である。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態10による回転電機に於いて、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2により冷却された低温の冷却流体は、回転子2及び固定子4の軸方向両端部から冷却ファン(図示せず)により圧送されて空隙6内に流入する。空隙6内に圧送された冷却流体は、複数の固定子ダクトを流通して、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の下側の枠体内流路7へ流出して後、矢印に示すようにほぼ水平方向に各冷却装置10a1、10a2の第1の端面部101から各冷却装置の内部へ流入して前述の冷却管により冷却され、各冷却装置10a1、10a2の第2の端面部102から、夫々枠体内流路7へ流出する。
枠体内流路7へ流出した低温の冷却流体は、再び冷却ファンにより回転子2の軸方向両端部から空隙6へ圧送される。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図20に示す矢印の方向とは逆方向であっても良い。この場合、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2に於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図20に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンが冷却流体を圧送する方向は前述とは逆となる。
図21は、この発明の実施の形態10による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態10による回転電機を示す。図21の(a)に示す従来の回転電機に比して、図21の(b)に示すこの発明の実施の形態10による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、冷却装置の大きさを破線で示す従来の場合よりも小さくすることができ、その結果、枠体1の外形寸法を大きくすることなく熱交換性能の高い冷却装置を備えた回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態10による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)固定子の外周面の最上部より上側にあって前記固定子の軸線の延びる方向に屈曲して並置された第1及び第2の冷却装置を備える。
(2)前記第1及び第2の冷却装置は、夫々前記第1の端面部と前記第2の端面部とを備え、前記第1及び第2の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記固定子の外周面に対向し、他方は前記枠体の内面部に対向している。
(3)前記第1及び第2の冷却装置は、前記軸線の延びる方向に相互に分離されている。
(4)第1及び第2の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(5)枠体は、長方形の箱型に形成されている。
実施の形態11.
次に、この発明の実施の形態11による回転電機について説明する。図22は、この発明の実施の形態11による回転電機の構成図で、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。
図22に於いて、回転子2及び固定子4を収納する枠体1は、長方形の箱型に形成されている。第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより下側で且つ固定子4の外周面の最下部より下側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第2の冷却装置10a2は、前述の水平面SHより下側で且つ固定子4の外周面の最下部より下側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第2の冷却装置10a2は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の傾斜方向は逆となっている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、軸線Xの延びる方向に屈曲し、相互に連結されている。
第3の冷却装置10a3は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより下側で且つ固定子4の外周面の最下部より下側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第3の冷却装置10a3は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第4の冷却装置10a4は、前述の水平面SHより下側で且つ固定子4の外周面の最下部より下側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第4の冷却装置10a4は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第3及び第4の冷却装置10a3、10a4の傾斜方向は逆となっている。第3及び第4の冷却装置10a3、10a4は、軸線Xの延びる方向に屈曲し、相互に連結されている。
前述の第1及び第2の冷却装置10a1、10a2と、第3及び第4の冷却装置10a3、10a4とは、軸線Xの延びる方向に分離して配置されている。
第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10a3、10a4は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、この第1の端面部101に平行に配置され、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して傾斜して配置されている。又、第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して傾斜して配置されている。更に、第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10a3、10a4の第1及び第2の端面部101、102は、枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
前述の第1の冷却装置10a1の第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部若しくは固定子4を設置している床面に対向している。
第1乃至第4の冷却装置10a、10a2、10a3、10a4は、第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107に相当する)を備えているが、それらの構成は前述の図1及び実施の形態1の場合と同様である。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態11による回転電機に於いて、第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10a3、10a4により冷却された低温の冷却流体は、回転子2及び固定子4の軸方向両端部から冷却ファン(図示せず)により圧送されて空隙6内に流入する。空隙6内に圧送された冷却流体は、複数の固定子ダクトを流通して、各冷却装置10a1、10a2、10a3、10a4の下側の枠体内流路7へ流出して後、矢印に示すようにほぼ垂直方向下方に各冷却装置10a1、10a2、10a3、10a4の第1の端面部101から各冷却装置の内部へ流入して前述の冷却管により冷却され、各冷却装置10a1、10a2、10a3、10a4の第2の端面部102から、夫々垂直方向下方に枠体内流路7へ流出する。
枠体内流路7へ流出した低温の冷却流体は、再び冷却ファンにより回転子2の軸方向両端部から空隙6へ圧送される。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図22に示す矢印の方向とは逆方向であっても良い。この場合、第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10a3、10a4に於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図22に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンが冷却流体を圧送する方向は前述とは逆となる。
図23は、この発明の実施の形態11による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態11による回転電機を示す。図23の(a)に示す従来の回転電機に比して、図23の(b)に示すこの発明の実施の形態11による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、枠体1の外形寸法を大きくすることなく熱交換性能の高い冷却装置を備えた回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態11による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)前記固定子の外周面の最下部より下側にあって前記固定子の軸線の延びる方向に屈曲して並置された第1乃至第4の冷却装置を備える。
(2)前記第1乃至第4の冷却装置は、夫々前記第1の端面部と前記第2の端面部とを備え、前記第1乃至第4の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子を設置している床面側に対向している。
(3)前記第1及び第2の冷却装置は、前記軸線の延びる方向に相互に連結されており、且つ第3及び第4の冷却装置は、前記軸線の延びる方向に相互に連結されている。
(4)前記第1及び第2の冷却装置と、前記第3及び第4の冷却装置とは、前記軸線の延びる方向に分離して配置されている。
(5)前記第1乃至第4の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(6)枠体は、長方形の箱型に形成されている。
実施の形態12.
次に、この発明の実施の形態12による回転電機について説明する。図24は、この発明の実施の形態12による回転電機の構成図で、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。
図24に於いて、回転子2及び固定子4を収納する枠体1は、長方形の箱型に形成されている。第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ固定子4の外周面の最上部より上側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第2の冷却装置10a2は、前述の水平面SHより上側で且つ固定子の外周面の最上部より上側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第2の冷却装置10a2は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の傾斜方向は逆となっている。又、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、軸線Xの延びる方向に屈曲し、相互に分離されている。
第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して傾斜して配置されている。又、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して傾斜して配置されている。更に、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の第1及び第2の端面部101、102は、枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
前述の第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。
第3の冷却装置10b1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより下側で且つ固定子4の外周面の最下部より下側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第3の冷却装置10b1は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第4の冷却装置10b2は、前述の水平面SHより下側で且つ固定子の外周面の最下部より下側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第4の冷却装置10b2は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の傾斜方向は逆となっている。又、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2は、軸線Xの延びる方向に屈曲し、相互に分離されている。
第3及び第4の冷却装置10b1、10b2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。3及び第4の冷却装置10b1、10b2の第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して傾斜して配置されている。又、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して傾斜して配置されている。更に、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の第1及び第2の端面部101、102は、枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
前述の第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部若しくは固定子4を設置している床面に対向している。第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2は、第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107に相当する)を備えているが、それらの構成は前述の図1及び実施の形態1の場合と同様である。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態12による回転電機に於いて、第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2により冷却された低温の冷却流体は、回転子2及び固定子4の軸方向両端部から冷却ファン(図示せず)により圧送されて空隙6内に流入する。空隙6内に圧送された冷却流体は、複数の固定子ダクトを流通して、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の下側の枠体内流路7へ流出すると共に、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の上側へ流出し、矢印に示すようにほぼ垂直方向に各冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2の第1の端面部101から各冷却装置の内部へ流入して前述の冷却管により冷却され、各冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2の第2の端面部102から、夫々枠体内流路7へ流出する。
枠体内流路7へ流出した低温の冷却流体は、再び冷却ファンにより回転子2の軸方向両端部から空隙6へ圧送される。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図24に示す矢印の方向とは逆方向であっても良い。この場合、第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2に於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図24に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンが冷却流体を圧送する方向は前述とは逆となる。
図25は、この発明の実施の形態12による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態9による回転電機を示す。図25の(a)に示す従来の回転電機に比して、図25の(b)に示すこの発明の実施の形態12による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、冷却装置の大きさを破線で示す従来の場合よりも小さくすることができ、その結果、枠体1の外形寸法を大きくすることなく熱交換性能の高い冷却装置を備えた回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態12による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)固定子の外周面の最上部より上側にあって前記固定子の軸線の延びる方向に屈曲して並置された第1及び第2の冷却装置と、前記固定子の外周面の最下部より下側にあって前記固定子の軸線の延びる方向に屈曲して並置された第3及び第4の冷却装置とを備えている。
(2)前記第1乃至第4の冷却装置は、夫々前記第1の端面部と前記第2の端面部とを備え、前記第1及び第2の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部に対向し、前記第3及び第4の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部又は前記固定子を設置している床面側に対向している。
(3)前記第1及び第2の冷却装置は、前記軸線の延びる方向に相互に分離されており、且つ第3及び第4の冷却装置は、前記軸線の延びる方向に相互に分離されている。
(4)第1乃至第4の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(5)枠体は、長方形の箱型に形成されている。
実施の形態13.
次に、この発明の実施の形態13による回転電機について説明する。図26は、この発明の実施の形態13による回転電機の構成図で、(a)は縦断面で示す構成図、(b)は横断面で示す構成図である。
図26に於いて、回転子2及び固定子4を収納する枠体1は、長方形の箱型に形成されている。第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより上側で且つ固定子4の外周面の最上部より上側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第1の冷却装置10a1は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第2の冷却装置10a2は、前述の水平面SHより上側で且つ固定子の外周面の最上部より上側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第2の冷却装置10a2は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の傾斜方向は逆となっている。又、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、軸線Xの延びる方向に屈曲し、相互に分離されている。
第1及び第2の冷却装置10a1、10a2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して傾斜して配置されている。又、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して傾斜して配置されている。更に、第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の第1及び第2の端面部101、102は、枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
前述の第1及び第2の冷却装置10a1、10a2の第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部に対向している。
第3の冷却装置10b1は、固定子4の軸線Xを含む水平面SHより下側で且つ固定子4の外周面の最下部より下側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第3の冷却装置10b1は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第4の冷却装置10b2は、前述の水平面SHより下側で且つ固定子の外周面の最下部より下側に配置されており、枠体1の水平方向幅に等しい幅寸法を備えている。この第4の冷却装置10b2は、固定子4の軸線Xに対して傾斜して配置されている。第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の傾斜方向は逆となっている。又、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2は、軸線Xの延びる方向に屈曲し、相互に分離されている。
第3及び第4の冷却装置10b1、10b2は、枠体内流路7から冷却流体が流入する第1の端面部101と、冷却した冷却流体を枠体内流路7へ流出させる第2の端面部102とを備えている。第1の端面部101と第2の端面部102とは平行に配置されている。第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の第1の端面部101は、冷却流体の流入する方向11に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流入する方向11と直交する第1の直交面(図1のS1)に対して傾斜して配置されている。又、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の第2の端面部102は、冷却流体の流出する方向12に対して傾斜して配置されている。換言すれば、冷却流体が流出する方向12と直交する第2の直交面(図1のS2)に対して傾斜して配置されている。更に、第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の第1及び第2の端面部101、102は、枠体内流路7の最小幅の方向DWに対して傾斜して配置されている。
前述の第3及び第4の冷却装置10b1、10b2の第1の端面部101は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って固定子4の外周面に対向し、第2の端面部102は、固定子4の軸線Xの延びる方向に沿って枠体1の内面部若しくは固定子4を設置している床面に対向している。
第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2は、第1の端面部101と第2の端面部102とに沿って延びる複数の冷却管(図1の冷却管107に相当する)を備えているが、それらの構成は前述の図1及び実施の形態1の場合と同様である。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態13による回転電機に於いて、第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2により冷却された低温の冷却流体は、固定子4の外周面から複数の固定子ダクトを介して空隙6内へ流入し、冷却ファン(図示せず)により吸引されて空隙6内から回転子2及び固定子4の軸方向両端部から枠体内流路7へ流出する。枠体内流路7へ流出した高温の冷却流体は、各冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2の第1の端面部101から矢印の方向に流入して前述の冷却管により冷却され、各冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2の第2の端面部102から、夫々枠体内流路7へ流出する。
枠体内流路7へ流出した低温の冷却流体は、再び固定子4の外周面から複数の固定子ダクトを介して空隙6内へ流入する。このようにして枠体1の内部を循環する冷却流体により、回転子2、固定子4、及び固定子巻線5は冷却される。
尚、冷却流体の循環の方向は図26に示す矢印の方向とは逆方向であっても良い。この場合、第1乃至第4の冷却装置10a1、10a2、10b1、10b2に於ける第1の端面部101と第2の端面部102は、図26に示す配置に対して逆の配置となり、且つ冷却ファンが冷却流体を圧送する方向は前述とは逆となる。
図27は、この発明の実施の形態13による回転電機を、冷却装置を図1の(a)に示すように配置した従来の回転電機と対比して示す構成図であり、(a)は従来の回転電機、(b)はこの発明の実施の形態13による回転電機を示す。図27の(a)に示す従来の回転電機に比して、図27の(b)に示すこの発明の実施の形態13による回転電機は、冷却装置を前述のように構成しているので、冷却装置の大きさを破線で示す従来の場合よりも小さくすることができ、その結果、枠体1の外形寸法を大きくすることなく熱交換性能の高い冷却装置を備えた回転電機を得ることができる。
以上述べたように、この発明の実施の形態13による回転電機は、下記の特徴を備えている。
(1)固定子の外周面の最上部より上側にあって前記固定子の軸線の延びる方向に屈曲して並置された第1及び第2の冷却装置と、前記固定子の外周面の最下部より下側にあって前記固定子の軸線の延びる方向に屈曲して並置された第3及び第4の冷却装置とを備えている。
(2)前記第1乃至第4の冷却装置は、夫々前記第1の端面部と前記第2の端面部とを備え、前記第1及び第2の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部に対向し、前記第3及び第4の冷却装置の前記第1の端面部と前記第2の端面部とのうち、一方は前記軸線の延びる方向に沿って前記固定子の外周面に対向し、他方は前記軸線の延びる方向に沿って前記枠体の内面部又は前記固定子を設置している床面側に対向している。
(3)前記第1及び第2の冷却装置は、前記軸線の延びる方向に相互に分離されており、且つ第3及び第4の冷却装置は、前記軸線の延びる方向に相互に分離されている。
(4)第1乃至第4の冷却装置は、夫々、図1により説明したこの発明による回転電機の冷却装置の基本的構成を備えている。
(5)枠体は、長方形の箱型に形成されている。
尚、以上述べた各実施の形態に於いて、枠体内に封入される冷却流体は、水素ガスであり得るが、これに限定されるものではなく他の冷却流体であっても良い。又、枠体は、前述のような円筒形や箱形に限られるものではなくその他の形状であってもよい。
又、この発明は、その発明の範囲内に於いて、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、省略することが可能である。