JPH0538095A - 冷却型回転電機 - Google Patents

冷却型回転電機

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JPH0538095A
JPH0538095A JP19214491A JP19214491A JPH0538095A JP H0538095 A JPH0538095 A JP H0538095A JP 19214491 A JP19214491 A JP 19214491A JP 19214491 A JP19214491 A JP 19214491A JP H0538095 A JPH0538095 A JP H0538095A
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JP
Japan
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cooling medium
cooling
pipe
stator winding
stator windings
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JP19214491A
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English (en)
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Toru Otaka
高 徹 大
Shinji Takahashi
橋 伸 二 高
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 接続導体で冷却媒体が熱せられることの影響
を受けることなく固定子巻線を効率的に冷却することを
可能にした冷却型回転電機を提供する。 【構成】 冷却型回転電機1は、冷却媒体を複数の固定
子巻線21、22内とこの固定子巻線21、22を電気
的に外部に接続する接続導体6内とに流通させて固定子
巻線21、22および接続導体6を冷却する。接続導体
6と外方とを連通する第1冷却媒体流通配管3と、接続
導体6と各固定子巻線21、22とを連通させる第2冷
却媒体流通配管8とが設けられている。また、給水側に
連通する給水分水管31を設け、給水分水管31の出口
側32に各固定子巻線42の入口端34に連通するとと
もに接続導体35の入口端36aに連通する分岐管33
が取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷却型回転電機に係
り、特に、冷却媒体を複数の固定子巻線内とこの固定子
巻線を電気的に外部に接続する接続導体内とに流通させ
て固定子巻線および接続導体を冷却する冷却型回転電機
に関する。
【0002】
【従来の技術】回転電機に要求される電力容量が増大化
して固定子巻線に流れる電流が大きくなったことに伴
い、固定子巻線に発生するジュ−ル損失による温度上昇
を有効に抑制する必要がある。このために、固定子巻線
内に冷却媒体を流通させる直接冷却方式が採用されてい
る。
【0003】特に大電力容量のタ−ビン発電機において
は、熱交換率の良い純水が冷却媒体として採用されてい
る。
【0004】図3に回転電機の固定子巻線に純水を供給
するシステムを示す概略図を示す。図3において、矢印
は冷却水の流れる方向を示し、冷却水タンク101に蓄
えられた冷却水は冷却水ポンプ102によって加圧され
てイオン交換装置103に送られる。冷却水の一部はイ
オン交換装置103において純水処理された後、流量調
整弁104を経て入口側配管105から発電機106の
固定子巻線に送られる。固定子巻線を冷却した後、冷却
水は出口側配管107を経て冷却水タンク101に回収
される。
【0005】従来の冷却型回転電機を図4に示す。図4
は円筒形の形状を有する冷却型回転電機を平面に展開し
た展開図の一部を表す。図4において、冷却型回転電機
110の側壁には多数の固定子巻線が設けられており、
これらのうち2個の固定子巻線を符号111、112で
示す。固定子巻線111は一対の上コイル111aと下
コイル111bとからなり、同様に固定子巻線112は
一対の上コイル112aと下コイル112bとからな
る。
【0006】入口側導管105から供給された冷却媒体
である純水は、固定子巻線111に対しては第1供給経
路118によって供給され、固定子巻線112に対して
は第2供給経路119によって供給される。第1供給経
路118および第2供給経路119を通過した冷却媒体
は各々出口側ヘッダ114a、114bを経て出口側配
管107によって外方に送られる。
【0007】第1供給経路118は、入口側ヘッダ11
3aから送られた冷却媒体を上コイル111aおよび下
コイル111bに対等に供給する。
【0008】一方、第2供給経路119は、入口側ヘッ
ダ113bから送られた冷却媒体を上コイル112aに
対しては直接供給するのに対し、下コイル112bに対
しては接続導体115を介して供給する。ここで接続導
体115は固定子巻線112を図示しない外部接続端子
に電気的に接続するためのものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述のような第1供給
経路118と第2供給経路119において、冷却媒体に
よる冷却特性が次のように異なる。
【0010】第2供給経路119においては、接続導体
115を介して下コイル112bに冷却媒体が送られ
る。このため、第2供給経路119の経路は接続導体1
15の経路の分だけ経路が長くなり、第1供給経路11
8に比べて通水抵抗が大きくなる。そして、入口側ヘッ
ダ113a、113bと出口側ヘッダ114a、114
bの圧力差が同一であるので、第2供給経路119の下
コイル112bを流れる冷却媒体の流量は、第1供給経
路118の下コイル111bを流れる冷却媒体の流量よ
り少なくなる。また、接続導体115においても発熱作
用があるので、第2供給経路119の下コイル112b
を流れる冷却媒体の温度は、第1供給経路118の下コ
イル111bを流れる冷却媒体の温度より高くなる。こ
れらの結果、第2供給経路119の下コイル112bの
終端117の温度Tは第1供給経路118の下コイル
111bの終端116における温度Tに比べて高くな
り、この値は数度にも及んでいた。
【0011】一方、固定子巻線の冷却系統においては安
全性を確保するために、いずれかの部分の温度が沸騰点
等の所定の規格温度以下に制御する必要がある。
【0012】従って、従来は第2供給経路119の下コ
イル112bの終端117の温度Tが所定の規格温度
以下になるように制御されており、第1供給経路118
の下コイル111bの終端116における温度Tは規
格温度よりかなり低い温度であった。このために、第1
供給経路118に供給される冷却媒体の流量はより少量
で済むにもかかわらず、不必要に多量の冷却媒体が供給
されていた。通常の冷却型回転電機においては、第1供
給経路118の型の供給経路は、第2供給経路119の
供給経路に比べて6倍以上の個数設けられている。この
ために、不必要に流されている冷却媒体の量が非常に多
くなるという問題点があった。また、これに伴い冷却水
タンク101、冷却水ポンプ102およびイオン交換装
置103の容量も大型にならざるを得ないという問題点
があった。
【0013】また、第2供給経路119の下コイル11
2bの終端117の温度がTであるのに対し、上コイ
ル112aの終端117aの温度が温度Tより数度下
まわる温度Tに近い温度であり、下コイル112bと
上コイル112aとで温度が異なっていた。このため
に、冷却水路系に熱歪による応力が生じ、冷却経路の接
続部に亀裂の発生する危険性があるという問題点があっ
た。
【0014】さらに、図5に示すように接続導体115
を通過した冷却媒体を固定子巻線112の下コイル11
2bに通過させて冷却する従来の場合、入口側ヘッダ1
13bから送られた冷却媒体を流通させるための溝12
1の中では一方向行に冷却媒体が流れていた。そして、
接続導体115を効率的に冷却しようとすると、冷却媒
体の流速を早くするか、あるいは接続導体115の断面
積を大きくする必要があった。しかしながら、前者の場
合はコロ−ジョンが発生する危険があり、後者の場合は
接続導体115が大型になるとともに接続導体115の
支持構造物も大型になるという問題点があった。
【0015】そこで本発明の目的は、上記従来技術が有
する問題点を解消し、接続導体で冷却媒体が熱せられる
ことの影響を受けることなく固定子巻線を効率的に冷却
することを可能にした冷却型回転電機を提供することで
ある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、冷却媒体を複数の固定子巻線内とこの固
定子巻線を電気的に外部に接続する接続導体内とに流通
させて固定子巻線および接続導体を冷却する冷却型回転
電機において、前記接続導体と外方とを連通する第1冷
却媒体流通配管と、前記接続導体と各固定子巻線とを連
通させる第2冷却媒体流通配管とを備えることを特徴と
するまた、冷却媒体を複数の固定子巻線内とこの固定子
巻線を電気的に外部に接続する接続導体内とに流通させ
て固定子巻線および接続導体を冷却する冷却型回転電機
において、給水側に連通する給水分水管を設け、前記給
水分水管の出口側に各固定子巻線の入口端に連通すると
ともに前記接続導体の入口端に連通する分岐管を取り付
けたことを特徴とする。
【0017】
【作用】接続導体と外方とを連通する第1冷却媒体流通
配管に冷却媒体を流通させて接続導体を冷却し、接続導
体と各固定子巻線とを連通させる第2冷却媒体流通配管
に冷却媒体を流通させて各固定子巻線を冷却する。
【0018】また、給水側に連通する給水分水管の出口
側に分岐管を取り付け、この分岐管は各固定子巻線の入
口端に連通するとともに前記接続導体の入口端に連通す
る。
【0019】
【実施例】以下本発明による冷却型回転電機の実施例を
図1および図2を参照して説明する。
【0020】本発明による冷却型回転電機の第1実施例
を図1を参照して説明する。図1は図4と同様に、円筒
形の形状を有する冷却型回転電機1を平面に展開した展
開図の一部を表す。
【0021】図1において、矢印は純水等の冷却媒体の
流れの方向を示し、符号2は図示しない供給源から送ら
れる冷却媒体を冷却型回転電機1に導く入口側配管を示
す。入口側配管2の下流側には第1冷却媒体流通配管3
が接続されている。この第1冷却媒体流通配管3は絶縁
接続管5を介して接続導体6の上流側端部6aに接続さ
れている。接続導体6の下流側端部6bは絶縁接続管7
を介して第2冷却媒体流通配管8に接続されている。こ
の第2冷却媒体流通配管8から各固定子巻線21、22
等に冷却媒体が供給される。固定子巻線21は上コイル
21aおよび下コイル21bから構成される。上コイル
21aおよび下コイル21bの入力端は絶縁接続管10
を介して第2ヘッダ9に接続されている。また、固定子
巻線22は上コイル22aおよび下コイル22bからな
り、上コイル22aは絶縁接続管14を介して第2ヘッ
ダ13に接続され、下コイル22bは絶縁接続管12を
介して第2冷却媒体流通配管8の側部にある開口11接
続されている。
【0022】なお絶縁接続管7と絶縁接続管12との間
には仕切り15が設けられ、冷却媒体が絶縁接続管7か
ら絶縁接続管12へ直接流通しないようになっている。
また同様に絶縁接続管5と絶縁接続管14の間にも仕切
り16が設けられている。
【0023】固定子巻線21および22の下流側端部は
各々絶縁接続管23および24を介して出力側冷却媒体
流通配管27のヘッダ25、26に接続されている。出
力側冷却媒体流通配管27の下流側は図示しない冷却媒
体の供給源に連通する出力側配管28に接続されてい
る。
【0024】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。
【0025】冷却媒体の供給源から供給される冷却媒体
が第1冷却媒体流通配管3によってまず接続導体6に供
給されて、接続導体6を冷却する。接続導体6で熱を吸
収した冷却媒体は次に、第2冷却媒体流通配管8に送ら
れる。そしてこの第2冷却媒体流通配管8から、接続導
体6に直接接続されない固定子巻線21および接続導体
6に電気的に接続された固定子巻線22を含め、すべて
の固定子巻線に送られる。固定子巻線21の上コイル2
1aと下コイル21bに対してのみならず、固定子巻線
22の上コイル22aと下コイル22bに対しても上コ
イルと下コイルとは同一の温度の冷却媒体が供給され
る。
【0026】上述のように本実施例の構成によれば、接
続導体6と外方とを連通する第1冷却媒体流通配管3が
設けられたので、冷却媒体の供給源から供給されるすべ
ての冷却媒体を接続導体6に流通させることができ、接
続導体6を効率的に冷却することができる。例えば、コ
イルの1本分の冷却媒体しか接続導体に流通させること
なできなかった従来の装置に比べ、コイル一相帯分(6
〜8本分の固定子巻線)の流量を流通させることができ
る。この結果、接続導体6を縮小化することができる。
【0027】また、接続導体6と各固定子巻線21、2
2とを連通させる第2冷却媒体流通配管8が設けられた
ので、各固定子巻線21、22には同一の温度の冷却媒
体が供給され、各コイル21a、21b、22a、22
bの温度を均一化することができる。また第2冷却媒体
流通配管8が設けられたことにより、固定子巻線21と
固定子巻線22の通水抵抗が等価になり、固定子巻線2
1、22を流れる冷却媒体の流量は等しくなる。これら
の結果、温度の高くなりやすい一部の固定子巻線の温度
を所定の規格温度以下に制御するためにより温度の低い
他の固定子巻線に不必要に冷却媒体を流す必要をなくす
ることができる。そして、図3に示す冷却水タンク10
1、冷却水ポンプ102またはイオン交換装置103を
小型にすることができる。
【0028】なお、入口側配管2から出口側配管28へ
冷却媒体を流す場合を示したが、冷却媒体の流れの方向
を逆にした場合でも、固定子巻線21、22を流通した
すべての冷却媒体を接続導体6に流通させることができ
るので、上述した効果と同様に効果を得ることができ
る。
【0029】また、第1冷却媒体流通管3と第2冷却媒
体流通管8とを2重管構成とすることにより配管構成を
小型にすることができる。また接続される絶縁接続管の
本数が少ない(通常6本)第1冷却媒体流通管3を回転
電機1の外側に設置することも可能であり、これによっ
て回転電機1内の構成を簡単にすることができる。
【0030】次に図2を参照して本発明による冷却型回
転電機の第2実施例を説明する。
【0031】図2において、冷却媒体は供給源から入力
側配管2を経て給水分水管31に導かれる。給水分水管
31の出口側32には絶縁性部材からなる分岐管33が
取り付けられている。この分岐管33の一方の分岐部3
3aは固定子巻線42の入口端34に連通し、他方の分
岐部33bは接続導体35の出入口端36にある入口端
36aに連通している。
【0032】複数ある固定子巻線のうちの一つである固
定子巻線42は、上コイル42aと下コイル42bから
なり、これらのコイル42a、42bは固定子鉄心41
に巻かれている。
【0033】分岐部33aを経て固定子巻線42の入口
端34に送られた冷却媒体は、上コイル42aおよび下
コイル42bの内部を流通した後、絶縁接続管51を介
して排水集水管52によって出口側配管28に集められ
る。なお、接続導体35と電気的に直接接続されない図
示しない他の固定子巻線に対しても、給水分水管31の
ヘッダ31a等から冷却媒体が供給される。
【0034】接続導体35をなす管は冷却効果を上げる
ために冷却媒体が通過する長い管長を有し、接続導体3
5はこの管によって環状の形状を有する。接続導体35
の端部35aにおいて固定子巻線42の上コイル42a
および下コイル42bと電気的に接続されている。
【0035】接続導体35の内部には、冷却媒体が流通
する溝37が設けられている。この溝37は入口端36
aから始まり出入口端36にある出口端36bに至り、
管の断面において往路38a、38bと復路39a、3
9bとが並んで存在するように形成されている。入口端
36aから接続導体35の溝37に送られた冷却媒体は
2個の往路38a、38bを流通し、各々端部35aに
おいてUタ−ンして復路39a、39bを流通し、出口
端36bに至る。
【0036】また、出口端36bに送られた冷却媒体
は、固定子巻線42のコイル42a、42bとは別に設
けられた排水集水管46によって出力側配管28に集め
られる。
【0037】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。
【0038】入力側配管2から給水分水管31に導かれ
た冷却媒体は分岐管33によって一部固定子巻線42に
供給され、残りの冷却媒体は接続導体35に供給され
る。接続導体35を流通した冷却媒体は、固定子巻線4
2を流通することなく、出口側配管28に導かれる。
【0039】上述のように本実施例の構成によれば、給
水分水管31の出口側32に各固定子巻線42の入口端
34に連通するとともに接続導体35の入口端36aに
連通する分岐管33が取り付けられているので、固定子
巻線42に対して接続導体35と独立に冷却媒体を供給
することができる。この結果、固定子巻線42に供給さ
れる冷却媒体の温度を、接続導体35と直接電気的に接
続されない図示しない他の固定子巻線に供給される冷却
媒体の温度と同一にすることができ、固定子巻線に不必
要に冷却媒体を流す必要をなくすることができる。
【0040】また、接続導体35の内部に往路38a、
38bと復路39a、39bが並んで形成されているの
で、接続導体35の中を冷却媒体が一方向に流通してい
た場合に比べ、接続導体35が局部的に高い温度になる
ことがなく、接続導体35を均一的に冷却することがで
きる。この結果、高い温度になりやすい接続導体35の
局部の温度を所定の規格温度以下に制御するために不必
要に冷却媒体を流す必要をなくすることができ、接続導
体35を効率的に冷却することができる。
【0041】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、接続導体と外方とを連通する第1冷却媒体流通
配管を設けたので、冷却媒体の供給源から供給されるす
べての冷却媒体を接続導体を流通させることができ、接
続導体を効率的に冷却することができる。
【0042】接続導体と各固定子巻線とを連通させる第
2冷却媒体流通配管を設けたので、各固定子巻線には同
一の温度の冷却媒体が供給され、各固定子巻線の温度を
均一化することができる。この結果、温度の高くなりや
すい一部の固定子巻線の温度を所定の規格温度以下に制
御するためにより温度の低い他の固定子巻線に不必要に
冷却媒体を流す必要がなくなる。
【0043】さらに給水分水管の出口側に各固定子巻線
の入口端に連通するとともに接続導体の入口端に連通す
る分岐管を取り付けたので、固定子巻線に対して接続導
体と独立に冷却媒体を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による冷却型回転電機の第1実施例を示
す部分展開図。
【図2】本発明による冷却型回転電機の第2実施例を示
す部分展開図。
【図3】冷却型回転電機に純水を供給するシステムを示
す概略図。
【図4】従来の冷却型回転電機の部分展開図。
【図5】従来の冷却型回転電機の部分展開図。
【符号の説明】
3 第1冷却媒体流通配管 6 接続導体 8 第2冷却媒体流通配管 21 固定子巻線 21a 上コイル 21b 下コイル 22 固定子巻線 21a 上コイル 21b 下コイル 31 給水分水管 33 分岐管 35 接続導体 41 固定子巻線 41a 上コイル 41b 下コイル 46 排水集水管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷却媒体を複数の固定子巻線内とこの固定
    子巻線を電気的に外部に接続する接続導体内とに流通さ
    せて固定子巻線および接続導体を冷却する冷却型回転電
    機において、前記接続導体と外方とを連通する第1冷却
    媒体流通配管と、前記接続導体と各固定子巻線とを連通
    させる第2冷却媒体流通配管とを備えたことを特徴とす
    る冷却型回転電機。
  2. 【請求項2】冷却媒体を複数の固定子巻線内とこの固定
    子巻線を電気的に外部に接続する接続導体内とに流通さ
    せて固定子巻線および接続導体を冷却する冷却型回転電
    機において、給水側に連通する給水分水管を設け、前記
    給水分水管の出口側に各固定子巻線の入口端に連通する
    とともに前記接続導体の入口端に連通する分岐管を取り
    付けたことを特徴とする冷却型回転電機。
  3. 【請求項3】前記接続導体の内部に各切断面において並
    列に存在する往路と復路を形成したことを特徴とする請
    求項2に記載の冷却型回転電機。
JP19214491A 1991-07-31 1991-07-31 冷却型回転電機 Pending JPH0538095A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105071617A (zh) * 2015-09-08 2015-11-18 浙江双菱新能源科技有限公司 一体式永磁同步电机壳体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105071617A (zh) * 2015-09-08 2015-11-18 浙江双菱新能源科技有限公司 一体式永磁同步电机壳体

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