JPH083168Y2 - 回転電気機械の冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、回転電気機械の固定子及び回転子の冷却効
率を向上し得る回転電気機械の冷却装置に関する。

B.考案の概要 本考案は、回転電気機械の外周面に沿って形成される
案内ダクトをダクト通路の奥側ほど狭くなるように形成
すると共に、冷却風が案内ダクトから回転子側に向って
流れるように案内する複数のダクトピースを断面弧状あ
るいはＶ字形としたことを特徴とし、冷却風を効率よく
流通させて均一な冷却を行うことを目的とする。

C.従来の技術 従来より、回転電気機械の固定子及び回転子を通風冷
却する場合、それぞれの鉄心中に通風ダクトを形成し、
回転子に併設されたファンにより通風冷却するダクト通
風方式が多く採用されているが、回転軸の回転速度が高
くなると風損が増大し、また、鉄心に通風ダクトを設け
ることが困難となることが知られていた。

例えば、誘導電動機などでは、最近、インバータ電源
による可変速運転が行われるようになり、従来にない高
速回転域での運転が行われるケースが出てきている。

この為、高速回転用として、回転子と固定子との間の
エアギャップや、鉄心の軸方向に形成した通風穴に冷却
風を通す軸通風方式が採用されている。

また、更に回転速度が高くなると、回転子側に設置し
たファンによる送風では風損が過大となる為、これとは
別に設置したブロアにより強制通風が行われるようにな
る。そして、回転子の耐遠心力強度を高める必要から回
転子鉄心に軸方向通風穴が設けられなくなることがある
が、この回転子鉄心軸方向通風穴が設けられなくなった
場合には、回転子と固定子との間のエアギャップを中心
とした通風回路を採らざるを得なくなる。

さらに、このような場合の軸通風方式として、電動機
の片側から他端側に向って冷却風を通風するものあるい
は、固定子の中央部に１箇所だけ通風ダクトを設けると
共にフレーム外周部にこの通風ダクトに通じる給気口を
設けるものが知られている。この中央部に通風ダクトを
設けたものは、通風ダクトである鉄心ダクトを通過した
冷却風がエアギャップ中に分岐されて、回転子及び固定
子を中心としてフレーム外周部の両側に位置する排気口
から、排出されるような構造となっている。

以上に説明した両側に位置する排気口から冷却風を排
出する形式の両側軸通風方式の冷却装置を採用した電動
機を第２図及び第３図に示し、説明する。

外周フレーム11の外周面ほぼ中央部には、冷却風入口
14及び案内ダクト15が形成されており、また、案内ダク
ト15の内側には、回転子13を中心とした放射状に、ダク
トピース16が固定子12に形成されており、そのダクトピ
ース16相互の間に固定子コイル17が設置されている。

さらに、固定子12を挟んだフレーム11の両側部分に
は、それぞれ冷却風出口18が形成されており、冷却風入
口14、案内ダクト15、ダクトピース16間に形成された鉄
心ダクト19及び回転子13と固定子12との間に形成される
エアギャップ20を通過した冷却風がこの冷却風出口18か
ら排出されるような構造となっている。

D.考案が解決しようとする課題 前述の第３図に示すように、案内ダクト15からダクト
ピース16間に形成された鉄心ダクト19に流れ込む冷却風
は、約90°の角度で折れ曲がりつつ流れ込むようになっ
ている為、通風抵抗が比較的大きくなる欠点を有してい
る。

また、冷却風入口14側より遠くなる程、案内ダクト15
内の通風抵抗が大きくなる為、外周部に位置する案内ダ
クト15から内周側の鉄心ダクト19に流れ込む風量は小さ
くなり、均一な冷却が困難となる欠点をも有していた。

E.課題を解決するための手段 本考案による回転電気機械の冷却装置は、回転電気機
械の軸方向中央部に位置するようにフレーム外周面に沿
いつつ通路の奥側に進むに従って狭くなるように形成さ
れ且つ冷却風入口より取入れた冷却風を送風する案内ダ
クトと、この案内ダクトの内周側に位置するように前記
回転電気機械内に複数形成され且つこの案内ダクトから
流れ込む冷却風を前記回転電気機械の回転子に向って流
れるように案内する断面弧状のダクトピースとを有する
ことを特徴とするものである。

F.作用 冷却風入口より取入れた冷却風が案内ダクト内を流通
しつつ、複数のダクトピースに沿って順次回転子側に流
れ込むこととなる。

この際、通路の奥に行くに従って狭くなるように案内
ダクトが形成されているため、案内ダクト内を流れる冷
却風の流速がほぼ一定となる。この結果、各ダクトピー
スに沿って流れる冷却風の流速及び流量もほぼ一定もも
のとなる。

さらに、断面弧状をしているダクトピースに沿って流
れる冷却風は、弧状にゆるやかに曲げられて流れること
となり、ダクトピースから受ける通風抵抗が小さくな
る。

G.実施例 本考案の回転電気機械の冷却装置に係る一実施例を第
１図に示し、この図に基づき本実施例を説明する。

従来技術で示した第２図及び第３図の電動機とほぼ同
様の構造の電動機を第３図と同様の断面にて表わしたも
のを第１図に示す。

第１図で示すように、冷却風を電動機内に取入れる為
の冷却風入口４が図上、右下寄に位置しており、外周フ
レーム１に沿って冷却風を導入し得るように開口部分が
形成されている。

また、外周フレーム１の外周側に沿って案内ダクト５
が形成されているが、案内ダクト５は冷却風入口４から
遠ざかるに従って細くなるように形成されている。この
案内ダクト５の内側に位置する固定子２には、固定子コ
イル７が設置されると共に、回転子３を中心とする放射
状に複数のダクトピース６が設置されており、このダク
トピース６は時計回りに流れる冷却風を導入し易いよう
に弧状に形成されている。

従って、案内ダクト５内から冷却風が固定子２側にダ
クトピース６に沿って流れ込み、固定子２と回転子３と
の間のエアギャップ10を通過して、外周フレーム１の両
端部に位置する図示しない冷却風出口より排出される。

以上より、冷却風入口４から導入された冷却風は、案
内ダクト５の冷却風入口４寄りのダクトピース６間から
順次中心に向って流れ込み、案内ダクト５の奥に行くに
従い冷却風の流量が少なくなるが、案内ダクト５も細く
なって狭くなるように形成されているため、流速は変わ
らずそれぞれのダクトピース６間に流れ込む冷却風の流
量及び流速はほぼ一定となって変わらない。すなわち、
冷却風入口４との関係で冷却が不均一となることはなく
なる。

また、ダクトピース６が弧状となっているため、案内
ダクト５からダクトピース６間に流れ込む冷却風は、従
来の技術のように大きく折れ曲がることがない。従っ
て、ダクトピース６から受ける通風抵抗も小さくなる。

尚、本実施例において、ダクトピース６を弧状に形成
したが、Ｖ字形にすることとしても同様の作用、効果を
得ることができるので、断面弧状には、断面Ｖ字形も含
まれる。

H.考案の効果 本考案の回転電気機械の冷却装置によれば、案内ダク
トを案内ダクトの奥側に行くに従って狭くなるように形
成すると共に、ダクトピースを弧状とした結果、それぞ
れのダクトピース間に流れ込む冷却風流量がほぼ一定と
なり、また、ダクトピースから受ける通風抵抗も小さく
なる。

従って、均一で効果的な冷却ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の回転電気機械の冷却装置に係る一実施
例の断面図、第２図は従来の技術に係る断面図、第３図
は第２図のＡ−Ａ矢視断面図である。 図面中、 1,11は外周フレーム、2,12は固定子、3,13は回転子、4,
14は冷却風入口、5,15は案内ダクト、6,16はダクトピー
スである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転電気機械の軸方向中央部に位置するよ
   うにフレーム外周面に沿いつつ通路の奥側に進むに従っ
   て狭くなるように形成され且つ冷却風入口より取入れた
   冷却風を送風する案内ダクトと、この案内ダクトの内周
   側に位置するように前記回転電気機械内に複数形成され
   且つこの案内ダクトから流れ込む冷却風を前記回転電気
   機械の回転子に向って流れるように案内する断面弧状の
   ダクトピースとを有することを特徴とする回転電気機械
   の冷却装置。