JPH01138948A - 立軸回転電機の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、室軸ｎ転電機の冷却装置に関するものであ
る。

（従来技術〕 第６図は、従来技術による立軸回転電機の冷却装置を示
す縦断面図であり、参照符号１０は上部別１１１ｆ動フ
ァン、１２は下部別置電動ファン、１４は上部固定子巻
線端、１６は下部固定子巻線端、１８は界磁巻線、２０
は固定子鉄心、２２は通風ダクト、２４は空気冷却器を
示す。ポンプ水車に直結運転される発Ｔ１￥ｉ動゛機は
高速回転の場合が多く、かつ水車運転、ポンプ運転の筒
回転であることから自己ファンによる通風は効率が悪い
ため、通風ファンとして固定子枠に固定された別置電動
ファン、が使用されている。すなわち、上部別置電動フ
ァン１０および下部別置電動ファン１２により加圧され
た風は、まず上部固定子巻線端１４および下部固定子巻
線端１６の表面部分を冷却器、上下より回転子の極間へ
入り、界磁巻線１８を冷却する。界磁巻線１８を冷却し
た後、風は流れの方向を変えて固定子鉄心２０に設けら
れた通風ダクト２２へ入って固定子鉄心２０および固定
子巻線を冷却し、空気冷却器２４に至る。空気冷却器２
４により冷却された風は、再び上部別ｆｆｉ電動ファン
１０および下部別置電動ファンへ戻って循環する。

（発明が解決しようとする問題点） この従来技術による通風方式によれば、上下の極間より
流入した風は、回転子の上下から軸方向に流れた後、９
００向きを変え固定子鉄心２０に設けられた通風ダクト
２２へ流入するが、この部分の風の流れは非常に乱れた
ものとなり、圧力損失が大きく、かつＪ！ｌａ損も大き
い。このため所要風聞を流すための風圧を高める必要が
あり、上下別置電動ファンを大型化すると同時にファン
の駆動動力も大きくなる。また、！ａ損の増大により発
電型り」機の効率も低下する。

そこで、出願人は固定子鉄心の通風ダクトに複数の中空
のセグメント状のヒートパイプを挿入し、その一端側が
発熱源に対応する固定子鉄心の内径側に位置し、他端側
か固定子鉄心の外径側から突出し、その突出部の外周に
冷却パイプを備え、発熱源から発生する熱をヒートパイ
プを介して冷却パイプの冷２ＪＩ水に放熱する立軸回転
電機の冷却装置を開発して特願昭６１−１０６１６３号
として出願したが、この装置においてヒートパイプの外
部に冷却パイプを溶接手段等で設ける構成となつでいる
ため、接合部の熱抵抗が大となって冷却部が大きくなる
難点がある。

従って、この発明の目的は、固定子鉄心および固定子巻
線を冷却するため固定子鉄心の冷却ダクトに平扁クシ歯
状冷却用ヒートパイプを挿着すると共にこのヒートパイ
プの一端部に冷却水パイプを内蔵させることにより冷却
効果を著しく増大させ、これにより別置ファンを小型化
し、かつ別置ファンの所要動力および風損の低減をはか
ると共に均一冷却効果を得ることにある。

（問題点を解決するための手段〕 先に述べた問題点を解決するため、この発明に係る立軸
回転電機の冷却装置は、冷却ダクトを設けた固定子鉄心
と固定子鉄心に収納された固定子巻線と回転子の界磁巻
線とを固定子枠に固定した別置電動ファンにより通風冷
却する立軸回転電機の冷却装置からなり、同一平面の冷
却ダクト内に複数の平扁クシ歯状ヒートパイプを挿着し
、その一端部を発熱源に対応する固定子鉄心の内径側に
位置させ、その他端部を固定子鉄心外径より突出させて
突出部を形成し、この突出部に冷却水管を内蔵させるこ
とを特徴とする。

平扁クシ歯状ヒートパイプの内部には上下の間隔片を設
け、これを固定子鉄心に設けた冷却ダクトの同一平面円
周方向に多数配置する。

さらに、平扁クシ歯状ヒートパイプは、クシ歯状上部コ
ンテナとクシ歯状下部コンテナと側部コンテナとから構
成され、その一端部に冷却管を作動媒体が直接取囲むよ
う内蔵する。

〔作用〕

本発明に係る立軸回転電機の冷却装置によれば、固定子
鉄心のヨーク部および外周面にその軸方向に沿ってヒー
トパイプを延設することにより、固定子鉄心の軸方向中
央部で発生する各種損失熱をその両端に有効に分散して
固定子鉄心仝休の均温冷却を迅速に達成することができ
るから、固定子鉄心および固定子巻線の冷却のため通風
ダクトに風を送る必要がなく、固定子巻線端１４．１６
および界磁巻線１８を別置電動ファン１０のみによって
通風冷却できる。

〔実施例〕

次に、添付図面を参照して本発明に係る室軸回転？１１
ｉ機の冷却装置の実施例について説明する。

第１図は、本発明の実施例による立袖口転電機の冷却装
置の縦断面図であって、説明の都合上従来例の冷却装置
を示す第６図と同一の部分は同一の参照符号を付して説
明する。

第１図において、参照符号１０は上部別置電動ファン、
１４は上部固定子巻線端、１６は下部固定子巻線端、１
８は界磁巻線、２０は固定子鉄心、２２は冷却ダクト、
２４は空気冷却器をそれぞれ示し、固定子枠２６にはダ
クト２８が設けられている。

上部別置電動ファン１０によって加圧された風は、２方
向に分れ、一方の風は上部固定子巻線端１４を冷却し、
固定子枠２６に設けられたダクト２８を通って空気冷却
器２４に至る。他方の風は、回転子の極間に入り界磁巻
線１８を冷却し、さらに下部固定子巻線端１６を冷却し
て空気冷却器２４に至る。そして、この両方の冷却風は
、空気冷却器２４の内径側で合流し、空気冷却器２４で
冷却された後、再び上部別置電動ファン１０に戻り循環
する。

この発明において固定子鉄心２０の冷却ダクト２２には
、複数のコア形での平扁クシ歯状に構成したヒートパイ
プ３０を挿着し、それぞれのヒートパイプはその一端部
が発熱源に対応する固定子鉄心２０の内径側に位置し、
その他端部は固定子鉄心２０の外径側から突出して突出
部３１を構成し、この突出部３１に凝縮用冷却水管３２
を内蔵させる。

このように構成したヒートパイプにより、固定子巻線に
発生ずる銅損および漂遊負荷損、固定子鉄心に発生する
鉄損等固定子鉄心の内径側から発生する熱を平扁状ヒー
トパイプ３０の作動媒体によってヒートパイプの外径冷
却水管３２側へ導き、冷却水３６（第３図参照）で放熱
冷却する。

第２図は第１図のＡ−ＡＩ５！断面図で、平扁クシ歯状
ヒートパイプ３０および冷却水管３２の配置を示す。す
なわち、平扁クシ歯状ヒートパイプ３０は、固定子鉄心
２０のそれぞれの冷却ダクト２２に挿入されて円周方向
は多数配置され、先に述べた通りその一端部が固定子鉄
心２０の内径側に位置し、他端部が固定子鉄心２０の外
径側から突出して突出部３１を形成し、その周方向に冷
却バイブ３２を内蔵し、この内蔵冷却水管３２に冷却水
を通水する。

第３図は第２図に示す平扁クシ歯状ヒートパイプの８−
［３線断面図で、先に述べた通り固定子鉄心２０の冷却
ダクト２２に平扁クシ歯状ヒートパイプ３０を挿入し、
このと−トパイプ３０の突出部３１に作動媒体で囲繞す
るよう冷却水管３２を内蔵する。

第４図は平扁クシ歯状ヒートパイプの平面図で、その内
部に上下の間隔片３８．４０゜４２が半径方向に設けら
れる。

第５図は平扁クシ歯状ヒートパイプの側面図であって、
クシ歯状上部コンテナ４４とクシ歯状下部コンテナ４６
と側部」ンテナ４８とで構成されるヒートパイプ内に作
動液媒体５０と作動蒸気媒体５２とが収容されており、
その一端部において冷却水管３２が作動蒸気媒体５２に
直接取囲まれるように設けられている。

〔発明の効果〕

本発明に係る立軸回転電機の冷却装置によれば、固定子
鉄心の冷却ダクトに複数の平扁クシ歯状ヒートパイプを
半径方向に装着し、固定子鉄心の外側に突出したヒート
パイプの内部に冷却水パイプを内蔵して発熱源からの熱
をヒートパイプを介して放熱するようにしたもので、冷
却ダクトに冷却風を流過させる必要がなく、上下の固定
子巻線端および界磁巻線だけを通風冷却すれば良いから
、風聞を著しく低減でき、その結果別置電動ファンを小
型化し、またその所要動力も大幅に低減できる。さらに
、空気冷却器も小型化して風損を低減できる。また、平
扁クシ歯状ヒートパイプとして構成したことにより固定
子鉄心冷却ダクトの全面を略均瀧に冷却できると共にヒ
ートパイプの鉄心部より突出した冷却部分に冷却パイプ
を内蔵させたことによってヒートパイプの冷却部分の熱
抵抗を小さくする効果がある。そして、冷却水パイプを
ヒートパイプに内蔵したことにより溶接部分が少なく冷
却部を小型化でき確実に熱伝達することができる効果が
ある。

以上、本発明に係る立軸回転電機の冷却装置の好適な実
施例を説明したが、本発明の技術的範囲はこの実施例に
限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範
囲内において種々の設計変更および改変をなし得ること
は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による室軸回転電機の冷却装置
の縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図
は第２図のヒートパイプのＢ−Ｂ線断面図、第４図は平
扁クシ歯状ヒートパイプの平面図、第５図は平扁クシ歯
状ヒートパイプの側面図、第６図は従来の立軸回転電機
の冷却装置の縦断面図である。 １０・・・上部別Ｗ１電動ファン １２・・・下部別置電動ファン １４・・・上部固定子巻線端 １６・・・下部固定子巻線端 １８・・・界磁巻線 ２０・・・固定子鉄心 ２２・・・冷却ダクト ３０・・・平扁クシ歯状ヒートパイプ ３２・・・冷却管 ３６・・・冷却水 ５０・・・作動液媒体 特許出願人　　東京電力株式会社 ＦＩＧ、１ ↑↑ ＦＩｏ　３ 韮 ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷却ダクトを設けた固定子鉄心と固定子鉄心に収
   納された固定子巻線と回転子の界磁巻線とを固定子枠に
   固定した別置電動ファンにより通風冷却する立軸回転電
   機の冷却装置からなり、同一平面の冷却ダクト内に複数
   の平扁ヒートパイプを挿着し、その一端部を発熱源に対
   応する固定子鉄心の内径側に位置させ、他端部を固定子
   鉄心外径より突出させて突出部を形成し、この突出部に
   冷却水管を内蔵させることを特徴とする立軸回転電機の
   冷却装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の立軸回転電機の冷却
   装置において、平扁ヒートパイプはクシ歯状に構成され
   てその内部に上下の複数の間隔片を有し、これを固定子
   鉄心に設けた冷却ダクトの円周方向に多数配置してなる
   立軸回転電機の冷却装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の立軸回転電機の冷却
   装置において、平扁クシ歯状ヒートパイプは、クシ歯状
   上部コンテナとクシ歯状下部コンテナと側部コンテナと
   から構成され、その一端部に冷却管を作動媒体が直接取
   囲むよう内蔵することからなる立軸回転電機の冷却装置
   。