JP6473121B2 - 全閉型回転電機およびその組立方法 - Google Patents

Description

この発明は、内部ファン、外部ファンおよび熱交換器を備えた全閉型回転電機、ならびに、その組立方法に関する。

全閉型回転電機において、フレームに隣接して配置された外胴内に熱交換器を配置し、この熱交換器を介して、回転電機内の鉄損や銅損などによる熱の放出を図るものが知られている（特許文献１）。この場合に、フレームおよび外胴の内部の空気は密閉空間内にあって、内部ファンによって循環する。また、外気は、外部ファンによって駆動され、熱交換器の伝熱管内を通るときに内部空気を冷却する。

かかる全閉型回転電機において、熱交換器で冷却された内部空気を回転子の鉄心部および固定子に導いてこれらを効率よく冷却するために、内部ファンの周囲に防風板が設置される（特許文献２）。

特開２００８−１１８７６９号公報 特開２０１０−２２０３１９号公報

たとえば立型回転電機において、固定子鉄心の押さえ板に防風板を固定する方法が知られている。この押さえ板は、固定子鉄心の積層された鋼鈑を軸方向に締め付けるためにその軸方向両端に配置される板である。このような構造であると、押さえ板の外周に沿って、防風板を取り付けるための張り出し部が必要であり、そのために押さえ板の外径が大きくなり、回転電機全体の径方向の寸法を大きくせざるを得なかった。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、防風板を取り付けるために押さえ板を大きくする必要がなく、回転電機全体の径方向の小型化を可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る全閉型回転電機は、回転子鉄心と、前記回転子鉄心に固定されて前記回転子鉄心の軸方向両側に突出部を備えたロータシャフトと、を備えて回転軸の周りに回転可能な回転子と、前記回転子鉄心の半径方向外側を囲むように配置された固定子と、前記固定子の外側に配置されて前記固定子を支持するフレームと、前記ロータシャフトの前記突出部を回転支持する第１および第２の軸受と、前記フレームに着脱可能に取り付けられて前記第１および第２の軸受それぞれを支持する第１および第２のブラケットと、前記フレームの内側でかつ前記第１のブラケットと前記回転子鉄心とによって軸方向にはさまれた位置で前記ロータシャフトに固定されて軸方向に送風する第１の内部ファンと、前記フレームの内側でかつ前記第２のブラケットと前記回転子鉄心とによって軸方向にはさまれた位置で前記ロータシャフトに固定されて軸方向に送風する第２の内部ファンと、前記フレームの径方向外側に当該フレームに隣接して設けられて、前記回転軸に平行に延びる複数の伝熱管を備えた熱交換器と、前記フレームおよび前記第１のブラケットの軸方向外側で前記ロータシャフトに固定された外部ファンと、前記伝熱管内の空間と前記外部ファンとの間を連絡する外気風道を形成する外気ガイドと、前記フレームに隣接して前記複数の伝熱管の外側を包含して囲んで前記フレームとともに密閉された内気風道を形成する外胴と、前記フレームの内側に固定されてほぼ円形の取り付け板開口が形成された平板状の第１および第２の防風体取り付け板と、前記フレーム内で前記第１および第２の内部ファンの径方向外側の流路それぞれを塞ぐように配置されて前記第１および第２の防風体取り付け板にそれぞれ着脱可能に取り付けられた第１および第２の防風体と、を有する全閉型回転電機であって、前記第１および第２の内部ファンによって駆動される前記内気風道内の空気が、少なくとも前記回転子鉄心および前記固定子の近傍を流れて前記回転子鉄心および前記固定子を冷却することによって昇温され、前記内気風道内で前記伝熱管によって冷却されて降温されて循環するように構成され、前記第１の防風体は、前記取り付け板開口に沿って前記取り付け板開口の一部を塞ぐように前記第１の防風体取り付け板に着脱可能に取り付けられて、周方向に複数の扇形の外側防風板片に分割されていて全体で中央に円形穴が形成された円板状をなす外側防風板と、前記外側防風板の前記円形穴に沿って前記円形穴の一部を塞ぐように前記外側防風板に着脱可能に取り付けられた円環状の内側防風板と、を備え、前記固定子が前記フレーム内に配置され、かつ、前記第１のブラケットが前記フレームから取り外された状態で、前記外側防風板および前記内側防風板が前記フレーム内で取り付け取り外し可能に構成されていて、前記内側防風板は、前記外側防風板に着脱可能に取り付けられて軸方向に垂直に広がる穴あき円板状の鍔部と、前記鍔部の内側に接続されて前記内部ファンを囲んで軸方向内側に延びる円筒部と、を備えていること、を特徴とする。
また、本発明の他の態様に係る全閉型回転電機は、回転子鉄心と、前記回転子鉄心に固定されて前記回転子鉄心の軸方向両側に突出部を備えたロータシャフトと、を備えて回転軸の周りに回転可能な回転子と、前記回転子鉄心の半径方向外側を囲むように配置された固定子と、前記固定子の外側に配置されて前記固定子を支持するフレームと、前記ロータシャフトの前記突出部を回転支持する第１および第２の軸受と、前記フレームに着脱可能に取り付けられて前記第１および第２の軸受それぞれを支持する第１および第２のブラケットと、前記フレームの内側でかつ前記第１のブラケットと前記回転子鉄心とによって軸方向にはさまれた位置で前記ロータシャフトに固定されて軸方向に送風する第１の内部ファンと、前記フレームの内側でかつ前記第２のブラケットと前記回転子鉄心とによって軸方向にはさまれた位置で前記ロータシャフトに固定されて軸方向に送風する第２の内部ファンと、前記フレームの径方向外側に当該フレームに隣接して設けられて、前記回転軸に平行に延びる複数の伝熱管を備えた熱交換器と、前記フレームおよび前記第１のブラケットの軸方向外側で前記ロータシャフトに固定された外部ファンと、前記伝熱管内の空間と前記外部ファンとの間を連絡する外気風道を形成する外気ガイドと、前記フレームに隣接して前記複数の伝熱管の外側を包含して囲んで前記フレームとともに密閉された内気風道を形成する外胴と、前記フレームの内側に固定されてほぼ円形の取り付け板開口が形成された平板状の第１および第２の防風体取り付け板と、前記フレーム内で前記第１および第２の内部ファンの径方向外側の流路それぞれを塞ぐように配置されて前記第１および第２の防風体取り付け板にそれぞれ着脱可能に取り付けられた第１および第２の防風体と、を有する全閉型回転電機であって、前記第１および第２の内部ファンによって駆動される前記内気風道内の空気が、少なくとも前記回転子鉄心および前記固定子の近傍を流れて前記回転子鉄心および前記固定子を冷却することによって昇温され、前記内気風道内で前記伝熱管によって冷却されて降温されて循環するように構成され、前記第１の防風体は、前記取り付け板開口に沿って前記取り付け板開口の一部を塞ぐように前記第１の防風体取り付け板に着脱可能に取り付けられて、周方向に複数の扇形の外側防風板片に分割されていて全体で中央に円形穴が形成された円板状をなす外側防風板と、前記外側防風板の前記円形穴に沿って前記円形穴の一部を塞ぐように前記外側防風板に着脱可能に取り付けられた円環状の内側防風板と、を備え、前記固定子が前記フレーム内に配置され、かつ、前記第１のブラケットが前記フレームから取り外された状態で、前記外側防風板および前記内側防風板が前記フレーム内で取り付け取り外し可能に構成されていて、前記第１の防風体取り付け板および前記複数の外側防風板片それぞれに外側防風板取り付け用ボルト貫通孔が形成され、前記第１の防風体取り付け板に形成された前記複数の外側防風板取り付け用ボルト貫通孔それぞれと同軸に配置されて前記第１の防風体取り付け板の軸方向内側に固定された複数の外側防風板取り付け用ナットと、それぞれが前記第１の防風体取り付け板および前記外側防風板片に形成された前記複数の外側防風板取り付け用ボルト貫通孔を貫通して前記外側防風板取り付け用ナットに螺合する複数の外側防風板取り付け用ボルトと、をさらに有し、前記外側防風板取り付け用ボルトは、それぞれ、ボルト頭とボルト軸とを備え、前記外側防風板取り付け用ボルトが貫通する位置で、前記第１の防風体取り付け板よりも軸方向外側に前記外側防風板が配置され、前記外側防風板取り付け用ボルトのボルト頭は前記外側防風板よりも軸方向外側に配置されていること、を特徴とする。
また、本発明の他の態様に係る全閉型回転電機は、回転子鉄心と、前記回転子鉄心に固定されて前記回転子鉄心の軸方向両側に突出部を備えたロータシャフトと、を備えて回転軸の周りに回転可能な回転子と、前記回転子鉄心の半径方向外側を囲むように配置された固定子と、前記固定子の外側に配置されて前記固定子を支持するフレームと、前記ロータシャフトの前記突出部を回転支持する第１および第２の軸受と、前記フレームに着脱可能に取り付けられて前記第１および第２の軸受それぞれを支持する第１および第２のブラケットと、前記フレームの内側でかつ前記第１のブラケットと前記回転子鉄心とによって軸方向にはさまれた位置で前記ロータシャフトに固定されて軸方向に送風する第１の内部ファンと、前記フレームの内側でかつ前記第２のブラケットと前記回転子鉄心とによって軸方向にはさまれた位置で前記ロータシャフトに固定されて軸方向に送風する第２の内部ファンと、前記フレームの径方向外側に当該フレームに隣接して設けられて、前記回転軸に平行に延びる複数の伝熱管を備えた熱交換器と、前記フレームおよび前記第１のブラケットの軸方向外側で前記ロータシャフトに固定された外部ファンと、前記伝熱管内の空間と前記外部ファンとの間を連絡する外気風道を形成する外気ガイドと、前記フレームに隣接して前記複数の伝熱管の外側を包含して囲んで前記フレームとともに密閉された内気風道を形成する外胴と、前記フレームの内側に固定されてほぼ円形の取り付け板開口が形成された平板状の第１および第２の防風体取り付け板と、前記フレーム内で前記第１および第２の内部ファンの径方向外側の流路それぞれを塞ぐように配置されて前記第１および第２の防風体取り付け板にそれぞれ着脱可能に取り付けられた第１および第２の防風体と、を有する全閉型回転電機であって、前記第１および第２の内部ファンによって駆動される前記内気風道内の空気が、少なくとも前記回転子鉄心および前記固定子の近傍を流れて前記回転子鉄心および前記固定子を冷却することによって昇温され、前記内気風道内で前記伝熱管によって冷却されて降温されて循環するように構成され、前記第１の防風体は、前記取り付け板開口に沿って前記取り付け板開口の一部を塞ぐように前記第１の防風体取り付け板に着脱可能に取り付けられて、周方向に複数の扇形の外側防風板片に分割されていて全体で中央に円形穴が形成された円板状をなす外側防風板と、前記外側防風板の前記円形穴に沿って前記円形穴の一部を塞ぐように前記外側防風板に着脱可能に取り付けられた円環状の内側防風板と、を備え、前記固定子が前記フレーム内に配置され、かつ、前記第１のブラケットが前記フレームから取り外された状態で、前記外側防風板および前記内側防風板が前記フレーム内で取り付け取り外し可能に構成されていて、前記複数の外側防風板片および前記内側防風板それぞれに内側防風板取り付け用ボルト貫通孔が形成され、前記内側防風板取り付け用ボルト貫通孔それぞれと同軸に配置されて前記外側防風板片に固定された複数の内側防風板取り付け用ナットと、それぞれが前記外側防風板片および前記内側防風板に形成された前記複数の内側防風板取り付け用ボルト貫通孔を貫通して前記内側防風板取り付け用ナットに螺合する複数の内側防風板取り付け用ボルトと、をさらに有し、前記内側防風板取り付け用ボルトは、それぞれ、ボルト頭とボルト軸とを備え、前記内側防風板取り付け用ボルトが貫通する位置で、前記外側防風板よりも軸方向外側に前記内側防風板が配置され、前記内側防風板取り付け用ボルトのボルト頭は前記内側防風板よりも軸方向外側に配置されていること、を特徴とする。

また、本発明に係る全閉型回転電機の組立方法は、前記全閉型回転電機の組立方法であって、前記フレーム内に前記第１の防風体の前記第１の防風体取り付け板を固定する防風体取り付け板固定工程と、前記フレーム内に前記固定子を固定する固定子固定工程と、前記防風体取り付け板固定工程の後で前記固定子固定工程の後に、前記第１の防風体取り付け板に前記複数の外側防風板片を取り付けて前記外側防風板を形成する外側防風板取り付け工程と、前記外側防風板取り付け工程の後に前記第１の防風体の前記外側防風板に前記内側防風板を取り付ける内側防風板取り付け工程と、前記内側防風板取り付け工程の後に、前記第１の防風体の前記内側防風板を通して、前記回転子を前記フレーム内に挿入する回転子挿入工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、防風板を取り付けるために押さえ板を大きくする必要がなく、回転電機全体の径方向の小型化が可能となる。

本発明の一実施形態に係る全閉型回転電機の模式的立断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視平断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視平断面図である。 図１のＩＶ部拡大立断面図であって、図３のＩＶ−ＩＶ線矢視立断面図である。 本発明に係る全閉立型回転電機の組立方法の一実施形態のフロー図である。 図５の組立方法における上側の防風体の取り付け工程の詳細を示すフロー図である。 本発明に係る全閉横型回転電機の組立方法の他の実施形態のフロー図である。

以下、図面を参照して本発明に係る全閉型回転電機の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る全閉型回転電機の模式的立断面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線矢視平断面図である。

この実施形態の全閉型回転電機は、回転軸を鉛直方向とする立型であって、回転子１０と、固定子１１と、フレーム１２と、第１の（上側の）軸受１３と、第２の（下側の）軸受１４と、第１の（上側の）ブラケット１５と、第２の（下側の）ブラケット１６と、熱交換器１７と、外胴１８と、第１の（上側の）内部ファン１９と、第２の（下側の）内部ファン２０と、外部ファン２１と、外気ガイド２２と、第１の（上側の）防風体２３と、第２の（下側の）防風体２４とを有する。

回転子１０は、回転子鉄心３０と、ロータシャフト３２とを備えている。回転子鉄心３０は、全体でほぼ円柱状であって、軸方向に垂直に広がる複数の穴あき円板状の鋼鈑を軸方向に積層してなり、回転子鉄心３０の中央にはロータシャフト貫通孔３１が形成されている。ロータシャフト３２はほぼ円柱状であって、ロータシャフト貫通孔３１を貫通して、回転子鉄心３０の軸方向両側に、それぞれ、第１の（上側の）突出部３４および第２の（下側の）突出部３５が形成されている。回転子鉄心３０はロータシャフト３２に固定されている。

固定子１１は、回転子鉄心３０の径方向外側を、径方向ギャップ３３を介して取り囲むように配置され、ほぼ円筒状である。固定子１１は、固定子鉄心３７と固定子コイル３８とを備えている。固定子鉄心３７は、軸方向に垂直に広がる複数の穴あき円板状の鋼鈑を軸方向に積層してなり、中央の開口部３９に沿って、軸方向に延びる複数の溝（図示せず）が形成されている。これらの溝内に、軸方向に延びる複数の固定子コイル３８が配置されている。

固定子１１は、その径方向外側に配置されたフレーム１２によって支持されている。フレーム１２は固定子１１とほぼ同軸状の円筒形であり、フレーム１２の軸方向両端（上・下端）には開口部が形成されている。

ロータシャフト３２は、第１および第２の軸受１３、１４で支持されており、各軸受１３、１４はブラケット１５、１６で支持されている。ブラケット１５、１６は、フレーム１２に固定され、フレーム１２の軸方向両端の開口部を塞ぐように配置されている。第１および第２の軸受１３、１４は、回転子鉄心３０を軸方向にはさむ位置に配置されている。

第１および第２の内部ファン１９、２０はロータシャフト３２に固定され、それぞれ、第１および第２の軸受１３、１４それぞれと回転子鉄心３０との間の位置に配置されている。上側の内部ファン１９は下向きに、下側の内部ファン２０は上向きに、内部空気を駆動する。

ロータシャフト３２の上端部に外部ファン２１が固定されている。外部ファン２１は外部空気を上向きに駆動する。

熱交換器１７は、フレーム１２の横に隣接して配置され、複数の伝熱管４３を備えている。各伝熱管４３は回転軸方向すなわち鉛直方向に互いに平行に延びている。複数の伝熱管４３の横方向全体を取り囲むように外胴１８が形成されている。外胴１８はフレーム１２の側部と接続され、フレーム１２の側部に開口が形成されてフレーム１２の内部と外胴１８の内部とが連通していて、密閉空間内の内気が循環する内部風道が形成されている。

各伝熱管４３の下端は外部に向かって開放している。

各伝熱管４３の上端は開放していて、その上方は外気ガイド２２で覆われている。外気ガイド２２は、伝熱管４３内を通ってその上端から出た外気を外部ファン２１の下部に導くように配置されて、外気風道が形成されている。また、外部ファン２１を通ってその上方に出た外気は外部に排出されるように構成されている。

外胴１８内で各伝熱管４３の外側の空間を仕切るために、ほぼ水平に広がる第１の仕切板４５および第２の仕切板４６が、互いに軸方向に間隔をあけて配置されている。仕切板４５、４６は、外胴１８内でフレーム１２から遠い側の奥端部までは広がっていない。すなわち、外胴１８内で各伝熱管４３の外側の空間は、フレーム１２に近い位置では上側空間５０、中央空間５１、下側空間５２の３個に仕切られ、フレーム１２から遠い位置では上下に連通した外側空間５３が形成されている。

フレーム１２の内面に沿って、第１および第２の円環状の防風体取り付け板６２ａ、６２ｂが、たとえば溶接によって固定されている。

第１の（上側の）防風体２３は、第１の（上側の）防風体取り付け板６２ａに着脱可能に取り付けられ、第２の（下側の）防風体２４は、第２の（下側の）防風体取り付け板６２ｂに着脱可能に取り付けられている。第１の防風体２３は、第１の内部ファン１９の径方向外側を囲むように配置され、第２の防風体２４は、第２の内部ファン２０の径方向外側を囲むように配置されている。

内部空気（内気）は、第１の内部ファン１９で下向きに送られ、第２の内部ファン２０で下向きに送られて、回転子鉄心３０および固定子１１の周辺を流れてそれらを冷却する。それによって高温になった内部空気は、外胴１８内で各伝熱管４３の外側の中央空間５１を流れて、さらに、外側空間５３へ流れる。外側空間５３に流れ込んだ空気は、上側空間５０および下側空間５２に分岐して、上側空間５０内の空気は第１の（上側の）内部ファン１９に向かって流れ、下側空間５２内の空気は第２の（下側の）内部ファン２０に向かって流れる。内部空気は外胴１８内で各伝熱管４３の外側の空間を流れる間に伝熱管４３の管壁を通して外気によって冷却される。

図１において、実線の矢印Ａは外気の流れを表し、点線の矢印Ｂは内気の流れを表している。

つぎに、図３および図４を参照して第１の（上側の）防風体２３の構造について説明する。図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視平断面図である。図４は、図１のＩＶ部拡大立断面図であって、図３のＩＶ−ＩＶ線矢視立断面図である。なお、第２の（下側の）防風体２４は、第１の防風体２３と同様の構造であって、上下反対に配置されている。

フレーム１２の内面に沿って、円環状の第１の防風体取り付け板６２ａが固定されている。第１の防風体取り付け板６２ａは水平方向に広がっており、中央に円形の取り付け板開口６３が形成されている。取り付け板開口６３の内径は固定子１１の内径よりも大きい。

第１の防風体２３は、外側防風板６０と、内側防風板６１とを備えている。外側防風板６０は複数（図３の例では３個）の外側防風板片６４からなる。各外側防風板片６４は扇形であって、複数の外側防風板片６４が合わさって、全体で中央に円形穴が形成された円板状をなし、取り付け板開口６３に沿って、その取り付け板開口６３の一部を塞ぐように配置されている。外側防風板片６４は、第１の防風体取り付け板６２ａの上側（軸方向外側）に、互いの一部が重なり合うように配置されている。

各外側防風板片６４と第１の防風体取り付け板６２ａとの重なり部分は、複数（図３に示す例では２個または３個）の外側防風板取り付け用ボルト６８およびそれと同数の外側防風板取り付け用ナット６９によって着脱可能に結合されている。各外側防風板取り付け用ボルト６８はボルト頭７０とボルト軸７１とからなる。各外側防風板片６４と第１の防風体取り付け板６２ａとの重なり部分に、ボルト軸７１が挿通される外側防風板取り付け用ボルト貫通孔７２が形成されている。第１の防風体取り付け板６２ａの下面（軸方向内側）に外側防風板取り付け用ナット６９が溶接によって固定されている。外側防風板取り付け用ナット６９は第１の防風体取り付け板６２ａの外側防風板取り付け用ボルト貫通孔７２と同軸に固定されている。

外側防風板取り付け用ボルト６８は、そのボルト頭７０が上でボルト軸７１が下向きに配置され、ボルト軸７１は、外側防風板片６４および第１の防風体取り付け板６２ａの外側防風板取り付け用ボルト貫通孔７２を挿通されて、外側防風板取り付け用ナット６９に螺合する。ボルト頭７０は外側防風板片６４の上方にあり、外側防風板取り付け用ボルト６８のボルト頭７０と外側防風板取り付け用ナット６９との間で外側防風板片６４と第１の防風体取り付け板６２ａとが締め付けられている。

外側防風板６０の中央に形成された円形の外側防風板開口７５に沿って、その外側防風板開口７５の一部を塞ぐように内側防風板６１が、着脱可能に取り付けられている。内側防風板６１は、軸を鉛直方向とする両端開放の円筒部７６と、円筒部７６の上端に接続されて半径方向外側に水平に広がる穴あき円板状の鍔部７７とからなる。鍔部７７は外側防風板６０の外周近くで外側防風板６０の上面に重なるように取り付けられている。外側防風板６０と鍔部７７とは、複数（図３に示す例では２個または３個）の内側防風板取り付け用ボルト８０およびそれと同数の内側防風板取り付け用ナット８１によって着脱可能に結合されている。

外側防風板６０と鍔部７７との結合は、前述の各外側防風板片６４と第１の防風体取り付け板６２ａとの結合と同様である。すなわち、複数の内側防風板取り付け用ナット８１が外側防風板片６４の下面（軸方向内側の面）に、溶接によって固定されている。内側防風板取り付け用ナット８１は外側防風板片６４の内側防風板取り付け用ボルト貫通孔８５と同軸に固定されている。内側防風板取り付け用ボルト８０は、そのボルト頭８２が上でボルト軸８３が下向きに配置され、ボルト軸８３は、鍔部７７および外側防風板片６４の内側防風板取り付け用ボルト貫通孔８５を挿通されて、内側防風板取り付け用ナット８１に螺合する。ボルト頭８２は鍔部７７の上方にあり、内側防風板取り付け用ボルト８０のボルト頭８２と内側防風板取り付け用ナット８１との間で鍔部７７と外側防風板片６４とが締め付けられている。

円筒部７６は、第１の内部ファン１９の外側を囲むように配置されている。また、円筒部７６の内径は、回転子鉄心３０の外径よりも大きい。そのため、この回転電機の組み立て時に、第１の防風体２３を取り付けた後に、回転子鉄心３０が第１の防風体２３を通過することができる。

内側防風板６１は外側防風板６０よりも軟らかい材料でできており、回転子１０の挿入・引き抜きの際に回転子１０が衝突しても回転子１０が損傷を受けにくくなっている。たとえば、外側防風板６０は金属製であり、内側防風板６１は合成樹脂製である。

以上説明した回転電機の組み立て方法の一実施形態を、次に説明する。図５は、本発明に係る全閉立型回転電機の組立方法の一実施形態のフロー図である。

はじめに、フレーム１２内に固定子１１を取り付ける（ステップＳ１０）。つぎに、フレーム１２内に第１（上側）および第２（下側）の防風体２３、２４を取り付ける（ステップＳ２０）。つぎに、フレーム１２に第２の（下側の）ブラケット１６を取り付ける（ステップＳ３０）。つぎに、回転子１０を上方から吊り下ろして固定子１１内に挿入する（ステップＳ４０）。つぎに、フレーム１２に第１の（上側の）ブラケット１５を取り付ける（ステップＳ５０）。

図６は、図５の組立方法におけるステップＳ２０のうちの上側の防風体２３の取り付け工程の詳細を示すフロー図である。

あらかじめ、フレーム１２内面に第１の防風体取り付け板６２ａを溶接により固定しておく。また、第１の防風体取り付け板６２ａの下面に外側防風板取り付け用ナット６９を溶接により固定しておく。同様に、各外側防風板片６４の下面に内側防風板取り付け用ナット８１を溶接により固定しておく。

上側の防風体取り付け工程のはじめに、第１の防風体取り付け板６２ａに外側防風板６０を取り付ける（ステップＳ２１）。より具体的には、第１の防風体取り付け板６２ａの上方から外側防風板片６４を部分的に重ねて、外側防風板取り付け用ボルト貫通孔７２に外側防風板取り付け用ボルト６８のボルト軸７１を挿通させ、外側防風板取り付け用ナット６９にねじ込む。同様の作業を各外側防風板片６４に対して繰り返すことにより、第１の防風体取り付け板６２ａに外側防風板６０が取り付けられる。

つぎに、外側防風板６０に内側防風板６１を取り付ける（ステップＳ２２）。より具体的には、外側防風板６０の上方から内側防風板６１を部分的に重ねて、内側防風板取り付け用ボルト貫通孔８５に内側防風板取り付け用ボルト８０のボルト軸８３を挿通させ、内側防風板取り付け用ナット８１にねじ込む。これにより、外側防風板６０に内側防風板６１が取り付けられる。

下側の防風体２４は上側の防風体２３と上下逆にした構造であって、取り付け方は上下が逆になるだけで同様である。

なお、保守・点検・修理などのために回転子１０を引き出す分解作業においては、上述の組み立て作業と逆の手順を行えばよい。

以上説明したように、この実施形態によれば、防風体を取り付けるために押さえ板を大きくする必要がなく、回転電機全体の径方向の小型化が可能となる。

上記説明では、上側の防風体２３と下側の防風体２４はほぼ同様の構造であるとしたが、上側の防風体２３と下側の防風体２４のうちの一方のみに本発明を適用してもよい。

また、回転電機は軸が鉛直方向に延びる立型であるとしたが、本発明は立型に限定されるものではなく、軸が水平方向に延びる横型にも適用できる。その場合の回転電機の組み立て手順は、たとえば図７に示すようになる。図７は、本発明に係る全閉横型回転電機が横型の場合の組立方法の一実施形態のフロー図である。

この実施形態では、はじめに、フレーム１２内に固定子１１を取り付ける（ステップＳ１００）。つぎに、フレーム１２内に第１および第２の防風体２３、２４を取り付ける（ステップＳ２００）。つぎに、回転子１０を固定子１１内に挿入する（ステップＳ３００）。つぎに、フレーム１２に第１および第２のブラケット１５、１６を取り付ける（ステップＳ４００）。

この場合でも、防風体を取り付けるために押さえ板を大きくする必要がなく、回転電機全体の径方向の小型化が可能となる。

また、回転電機の組み立てや分解の作業も容易である。特に、防風体２３、２４の取り付けに当たっては、各部品を軸方向外側から順次挿入して取り付けることができ、作業性が良い。

上記説明では、第１の防風体取り付け板６２ａの下面に外側防風板取り付け用ナット６９を溶接により固定しておくものとしたが、第１の防風体取り付け板６２ａが十分に厚いものであれば、第１の防風体取り付け板６２ａの貫通孔７２をねじ穴として、外側防風板取り付け用ナット６９が存在しない構造とすることも可能である。

同様に、上記説明では、各外側防風板片６４の下面に内側防風板取り付け用ナット８１を溶接により固定しておくものとしたが、外側防風板片６４が十分に厚いものであれば、外側防風板片６４の貫通孔８５をねじ穴として、内側防風板取り付け用ナット８１が存在しない構造とすることも可能である。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態は、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。これら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…固定子、 １２…フレーム、 １３…第１の（上側の）軸受、 １４…第２の（下側の）軸受、 １５…第１の（上側の）ブラケット、 １６…第２の（下側の）ブラケット、 １７…熱交換器、 １８…外胴、 １９…第１の（上側の）内部ファン、 ２０…第２の（下側の）内部ファン、 ２１…外部ファン、 ２２…外気ガイド、 ２３…第１の（上側の）防風体、 ２４…第２の（下側の）防風体、 ３０…回転子鉄心、 ３１…ロータシャフト貫通孔、 ３２…ロータシャフト、 ３３…径方向ギャップ、 ３４…第１の（上側の）突出部、 ３５…第２の（下側の）突出部、 ３７…固定子鉄心、 ３８…固定子コイル、 ３９…開口部、 ４３…伝熱管、 ４５…第１の（上側の）仕切板、 ４６…第２の（下側の）仕切板、 ５０…上側空間、 ５１…中央空間、 ５２…下側空間、 ５３…外側空間、 ６０…外側防風板、 ６１…内側防風板、 ６２ａ…第１の（上側の）防風体取り付け板、 ６２ｂ…第２の（下側の）防風体取り付け板、 ６３…取り付け板開口、 ６４…外側防風板片、 ６８…外側防風板取り付け用ボルト、 ６９…外側防風板取り付け用ナット、 ７０…ボルト頭、 ７１…ボルト軸、 ７２…外側防風板取り付け用ボルト貫通孔、 ７５…外側防風板開口、 ７６…円筒部、 ７７…鍔部、 ８０…内側防風板取り付け用ボルト、 ８１…内側防風板取り付け用ナット、 ８２…ボルト頭、 ８３…ボルト軸、 ８５…内側防風板取り付け用ボルト貫通孔

Claims (8)

1. 回転子鉄心と、前記回転子鉄心に固定されて前記回転子鉄心の軸方向両側に突出部を備えたロータシャフトと、を備えて回転軸の周りに回転可能な回転子と、
   前記回転子鉄心の半径方向外側を囲むように配置された固定子と、
   前記固定子の外側に配置されて前記固定子を支持するフレームと、
   前記ロータシャフトの前記突出部を回転支持する第１および第２の軸受と、
   前記フレームに着脱可能に取り付けられて前記第１および第２の軸受それぞれを支持する第１および第２のブラケットと、
   前記フレームの内側でかつ前記第１のブラケットと前記回転子鉄心とによって軸方向にはさまれた位置で前記ロータシャフトに固定されて軸方向に送風する第１の内部ファンと、
   前記フレームの内側でかつ前記第２のブラケットと前記回転子鉄心とによって軸方向にはさまれた位置で前記ロータシャフトに固定されて軸方向に送風する第２の内部ファンと、
   前記フレームの径方向外側に当該フレームに隣接して設けられて、前記回転軸に平行に延びる複数の伝熱管を備えた熱交換器と、
   前記フレームおよび前記第１のブラケットの軸方向外側で前記ロータシャフトに固定された外部ファンと、
   前記伝熱管内の空間と前記外部ファンとの間を連絡する外気風道を形成する外気ガイドと、
   前記フレームに隣接して前記複数の伝熱管の外側を包含して囲んで前記フレームとともに密閉された内気風道を形成する外胴と、
   前記フレームの内側に固定されてほぼ円形の取り付け板開口が形成された平板状の第１および第２の防風体取り付け板と、
   前記フレーム内で前記第１および第２の内部ファンの径方向外側の流路それぞれを塞ぐように配置されて前記第１および第２の防風体取り付け板にそれぞれ着脱可能に取り付けられた第１および第２の防風体と、
   を有する全閉型回転電機であって、
   前記第１および第２の内部ファンによって駆動される前記内気風道内の空気が、少なくとも前記回転子鉄心および前記固定子の近傍を流れて前記回転子鉄心および前記固定子を冷却することによって昇温され、前記内気風道内で前記伝熱管によって冷却されて降温されて循環するように構成され、
   前記第１の防風体は、
   前記取り付け板開口に沿って前記取り付け板開口の一部を塞ぐように前記第１の防風体取り付け板に着脱可能に取り付けられて、周方向に複数の扇形の外側防風板片に分割されていて全体で中央に円形穴が形成された円板状をなす外側防風板と、
   前記外側防風板の前記円形穴に沿って前記円形穴の一部を塞ぐように前記外側防風板に着脱可能に取り付けられた円環状の内側防風板と、
   を備え、
   前記固定子が前記フレーム内に配置され、かつ、前記第１のブラケットが前記フレームから取り外された状態で、前記外側防風板および前記内側防風板が前記フレーム内で取り付け取り外し可能に構成されていて、
   前記内側防風板は、
   前記外側防風板に着脱可能に取り付けられて軸方向に垂直に広がる穴あき円板状の鍔部と、
   前記鍔部の内側に接続されて前記内部ファンを囲んで軸方向内側に延びる円筒部と、
   を備えていること、
   を特徴とする全閉型回転電機。
2. 回転子鉄心と、前記回転子鉄心に固定されて前記回転子鉄心の軸方向両側に突出部を備えたロータシャフトと、を備えて回転軸の周りに回転可能な回転子と、
   前記回転子鉄心の半径方向外側を囲むように配置された固定子と、
   前記固定子の外側に配置されて前記固定子を支持するフレームと、
   前記ロータシャフトの前記突出部を回転支持する第１および第２の軸受と、
   前記フレームに着脱可能に取り付けられて前記第１および第２の軸受それぞれを支持する第１および第２のブラケットと、
   前記フレームの内側でかつ前記第１のブラケットと前記回転子鉄心とによって軸方向にはさまれた位置で前記ロータシャフトに固定されて軸方向に送風する第１の内部ファンと、
   前記フレームの内側でかつ前記第２のブラケットと前記回転子鉄心とによって軸方向にはさまれた位置で前記ロータシャフトに固定されて軸方向に送風する第２の内部ファンと、
   前記フレームの径方向外側に当該フレームに隣接して設けられて、前記回転軸に平行に延びる複数の伝熱管を備えた熱交換器と、
   前記フレームおよび前記第１のブラケットの軸方向外側で前記ロータシャフトに固定された外部ファンと、
   前記伝熱管内の空間と前記外部ファンとの間を連絡する外気風道を形成する外気ガイドと、
   前記フレームに隣接して前記複数の伝熱管の外側を包含して囲んで前記フレームとともに密閉された内気風道を形成する外胴と、
   前記フレームの内側に固定されてほぼ円形の取り付け板開口が形成された平板状の第１および第２の防風体取り付け板と、
   前記フレーム内で前記第１および第２の内部ファンの径方向外側の流路それぞれを塞ぐように配置されて前記第１および第２の防風体取り付け板にそれぞれ着脱可能に取り付けられた第１および第２の防風体と、
   を有する全閉型回転電機であって、
   前記第１および第２の内部ファンによって駆動される前記内気風道内の空気が、少なくとも前記回転子鉄心および前記固定子の近傍を流れて前記回転子鉄心および前記固定子を冷却することによって昇温され、前記内気風道内で前記伝熱管によって冷却されて降温されて循環するように構成され、
   前記第１の防風体は、
   前記取り付け板開口に沿って前記取り付け板開口の一部を塞ぐように前記第１の防風体取り付け板に着脱可能に取り付けられて、周方向に複数の扇形の外側防風板片に分割されていて全体で中央に円形穴が形成された円板状をなす外側防風板と、
   前記外側防風板の前記円形穴に沿って前記円形穴の一部を塞ぐように前記外側防風板に着脱可能に取り付けられた円環状の内側防風板と、
   を備え、
   前記固定子が前記フレーム内に配置され、かつ、前記第１のブラケットが前記フレームから取り外された状態で、前記外側防風板および前記内側防風板が前記フレーム内で取り付け取り外し可能に構成されていて、
   前記第１の防風体取り付け板および前記複数の外側防風板片それぞれに外側防風板取り付け用ボルト貫通孔が形成され、
   前記第１の防風体取り付け板に形成された前記複数の外側防風板取り付け用ボルト貫通孔それぞれと同軸に配置されて前記第１の防風体取り付け板の軸方向内側に固定された複数の外側防風板取り付け用ナットと、
   それぞれが前記第１の防風体取り付け板および前記外側防風板片に形成された前記複数の外側防風板取り付け用ボルト貫通孔を貫通して前記外側防風板取り付け用ナットに螺合する複数の外側防風板取り付け用ボルトと、
   をさらに有し、
   前記外側防風板取り付け用ボルトは、それぞれ、ボルト頭とボルト軸とを備え、
   前記外側防風板取り付け用ボルトが貫通する位置で、前記第１の防風体取り付け板よりも軸方向外側に前記外側防風板が配置され、前記外側防風板取り付け用ボルトのボルト頭は前記外側防風板よりも軸方向外側に配置されていること、
   を特徴とする全閉型回転電機。
3. 回転子鉄心と、前記回転子鉄心に固定されて前記回転子鉄心の軸方向両側に突出部を備えたロータシャフトと、を備えて回転軸の周りに回転可能な回転子と、
   前記回転子鉄心の半径方向外側を囲むように配置された固定子と、
   前記固定子の外側に配置されて前記固定子を支持するフレームと、
   前記ロータシャフトの前記突出部を回転支持する第１および第２の軸受と、
   前記フレームに着脱可能に取り付けられて前記第１および第２の軸受それぞれを支持する第１および第２のブラケットと、
   前記フレームの内側でかつ前記第１のブラケットと前記回転子鉄心とによって軸方向にはさまれた位置で前記ロータシャフトに固定されて軸方向に送風する第１の内部ファンと、
   前記フレームの内側でかつ前記第２のブラケットと前記回転子鉄心とによって軸方向にはさまれた位置で前記ロータシャフトに固定されて軸方向に送風する第２の内部ファンと、
   前記フレームの径方向外側に当該フレームに隣接して設けられて、前記回転軸に平行に延びる複数の伝熱管を備えた熱交換器と、
   前記フレームおよび前記第１のブラケットの軸方向外側で前記ロータシャフトに固定された外部ファンと、
   前記伝熱管内の空間と前記外部ファンとの間を連絡する外気風道を形成する外気ガイドと、
   前記フレームに隣接して前記複数の伝熱管の外側を包含して囲んで前記フレームとともに密閉された内気風道を形成する外胴と、
   前記フレームの内側に固定されてほぼ円形の取り付け板開口が形成された平板状の第１および第２の防風体取り付け板と、
   前記フレーム内で前記第１および第２の内部ファンの径方向外側の流路それぞれを塞ぐように配置されて前記第１および第２の防風体取り付け板にそれぞれ着脱可能に取り付けられた第１および第２の防風体と、
   を有する全閉型回転電機であって、
   前記第１および第２の内部ファンによって駆動される前記内気風道内の空気が、少なくとも前記回転子鉄心および前記固定子の近傍を流れて前記回転子鉄心および前記固定子を冷却することによって昇温され、前記内気風道内で前記伝熱管によって冷却されて降温されて循環するように構成され、
   前記第１の防風体は、
   前記取り付け板開口に沿って前記取り付け板開口の一部を塞ぐように前記第１の防風体取り付け板に着脱可能に取り付けられて、周方向に複数の扇形の外側防風板片に分割されていて全体で中央に円形穴が形成された円板状をなす外側防風板と、
   前記外側防風板の前記円形穴に沿って前記円形穴の一部を塞ぐように前記外側防風板に着脱可能に取り付けられた円環状の内側防風板と、
   を備え、
   前記固定子が前記フレーム内に配置され、かつ、前記第１のブラケットが前記フレームから取り外された状態で、前記外側防風板および前記内側防風板が前記フレーム内で取り付け取り外し可能に構成されていて、
   前記複数の外側防風板片および前記内側防風板それぞれに内側防風板取り付け用ボルト貫通孔が形成され、
   前記内側防風板取り付け用ボルト貫通孔それぞれと同軸に配置されて前記外側防風板片に固定された複数の内側防風板取り付け用ナットと、
   それぞれが前記外側防風板片および前記内側防風板に形成された前記複数の内側防風板取り付け用ボルト貫通孔を貫通して前記内側防風板取り付け用ナットに螺合する複数の内側防風板取り付け用ボルトと、
   をさらに有し、
   前記内側防風板取り付け用ボルトは、それぞれ、ボルト頭とボルト軸とを備え、
   前記内側防風板取り付け用ボルトが貫通する位置で、前記外側防風板よりも軸方向外側に前記内側防風板が配置され、前記内側防風板取り付け用ボルトのボルト頭は前記内側防風板よりも軸方向外側に配置されていること、
   を特徴とする全閉型回転電機。
4. 前記外側防風板は金属製であり、前記内側防風板は前記外側防風板よりも軟らかい合成樹脂製であること、
   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全閉型回転電機。
5. 前記回転子の回転軸が鉛直方向に延びていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の全閉型回転電機。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の全閉型回転電機の組立方法であって、
   前記フレーム内に前記第１の防風体の前記第１の防風体取り付け板を固定する防風体取り付け板固定工程と、
   前記フレーム内に前記固定子を固定する固定子固定工程と、
   前記防風体取り付け板固定工程の後で前記固定子固定工程の後に、前記第１の防風体取り付け板に前記複数の外側防風板片を取り付けて前記外側防風板を形成する外側防風板取り付け工程と、
   前記外側防風板取り付け工程の後に前記第１の防風体の前記外側防風板に前記内側防風板を取り付ける内側防風板取り付け工程と、
   前記内側防風板取り付け工程の後に、前記第１の防風体の前記内側防風板を通して、前記回転子を前記フレーム内に挿入する回転子挿入工程と、
   を有することを特徴とする全閉型回転電機組立方法。
7. 前記回転軸は鉛直方向に延びていて、
   前記第１の防風体は前記回転子よりも上方に配置されるものであって、
   当該組立方法は、
   前記内側防風板取り付け工程の後で前記回転子挿入工程の前に前記第２のブラケットを前記フレームに取り付ける下側ブラケット取り付け工程と、
   前記回転子挿入工程の後に前記第１のブラケットを前記フレームに取り付ける上側ブラケット取り付け工程と、
   をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の全閉型回転電機組立方法。
8. 前記回転軸は水平方向に延びていて、
   当該組立方法は、
   前記回転子挿入工程の後に前記第１および第２のブラケットを前記フレームに取り付けるブラケット取り付け工程、
   をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の全閉型回転電機組立方法。

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