JPS5928853A - 回転電機 - 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】 この発明は回転子に通風路が形成された回転電機特にそ
の通風構造に関するものである。

第１図〜第８図は従来の通風構造をもった両回転型同期
機を示すものである。即ち第１図〜第８図において、（
１）は回転軸、（２）は回転軸１１）　ＶＣ装架され、
アームシυ、吸気口（２）およびアームシリ間に形成さ
名また通風路（ト）を有するスパイダボス、（８）はス
パイダボス（２）に取り付けられダクトＯＢとこのダク
トＯＤに放射状に設けられたダクトピースＧのを有スる
リム、（４）はリム（８）の両側面に必要により取付け
られたファン、（５）はリムｔ８）　Ｋ複数個取り付け
られ界磁コイル（６）が巻回された突極、（７）は固定
子フィル（８）が巻回され複数段の通風ダク１１）を有
する固定子、（９）は突極（５）と固定子（γ）との間
に形成されたエアギャップ、（ＩＱは固定子（７）の背
後に形成されたコアパック、ＱυはコアバックＱＱの背
後に配置された冷却器、０りは突極（５）および固定子
（７）の側方に形成されたエンドペル空間である。

この従来のものでは、冷却空気はスパイダボス（２）の
ｇ＆気口（２）から吸入され、スパイダボス（２）のア
ーム（財）のファン作用によって昇圧される。この冷却
空気は通風路（社）を通過後該冷却空気は１リム（８）
のダクト６９ニ順次分流さね１、ダクト０１）内のダク
トピース（イ）のファン作用によって冷却空気の圧力は
さらに上昇されリムダクト内力と突極（５）との間に形
成された狭いスロート部（イ）を通過し、突極（５）間
の通風路Ｑ５＋１　ＶＣ導出される。

極間通風路の１）内の冷却空気は、突極（５）のファン
作用を受けてざらに昇圧されエアギャップ（９）に達し
た後、固定子ダクト（））ＶＣ導入され、固定子（７）
を冷却する。なお、リム（８）の両側面にファン（４）
が取り何けられている場合は、これによって固定子コイ
ル（８）の端部が冷却さねる。

またファン（４）が設けられていない場合には、極間通
風路６Ｄの空気流の一部は軸方向に流さ引てエンドベル
空間０２に達し、コイル（８）の端部を冷却する。固定
子ダクト＜７１＞およびフィル（８）の端部に導かれ、
固定子およびコイルを冷却した空気は、コアパック０１
に集められ冷却器σＤを経て規定温度まで下げられた後
、再び吸気に供せらねる。

このような従来のものにおいては、固定子ダクト（２）
へ送る風量１のすべてを、スパイダボス（２）の吸気口
ＱＢから吸い込み、かつ極間通風路６１）からエアギャ
ップ（９）へ送り出すことによって得ている。この通風
に要する動力Ｐは突枠外周速度をＵ１突極外半径をＲ１
突極角速度をω、固定子へ送り込む風量をＱ１空気の密
度をρとしたとき、Ｐ＝ρＵ２Ｑ・１１（１） となる。但し、υ＝ｎωである。

ここで例えばρ＝１．２ｘｇ／ｒ／ｆ１ω＝４１．８７
ｒＰＬｄ／Ｓ１Ｒ＝　２７８ｎ　％　Ｑ　＝　７２００
ｍ’／ｍｔｎなる同期機では、Ｐ＝１．２Ｘ１０　Ｘ２
７８”Ｘ４１．８デＸ７２００Ｘ１０’Ｘ（±）ＸＩＯ
’。

０ ＝　１９５１　（ＫＷ） にも達する大きな値になる。

今後益々高速、大容量化する周期機の冷却に対して、常
に（１）式に示すような動力を要することは省エネルギ
ーの立場からは甚だ不都合である。同時に従来のものに
おいては、リムダク）　（１１１およびスロート部（１
）を重速の空気が通り抜けるためにその動圧の効果が大
きく、第８図において空気流は本来冷却しなければなら
ない界磁コイル（６）の伝熱面←】）Ｖ？一対して実線
矢印で示す如く、゛はくり″を起こしている状態にある
。固知のごとく、はくり状態における空気の熱伝達率は
劣化し、従って冷却上好ましくない。

この発明は、この従来のものの欠点を除去するためにな
されたもので以下第４図にもとづいてこの発明の一実涌
１例を説明する。即ち第４図において、ＣＬＩは極間通
風路ｆｆ１ｌｌ内に配置された分流ガイド、０４は極間
通風路（’ｉｌｌの出口部に自ｅ瞳された転流ベーンで
ある。なおその他の構成は、第１図〜第８１図に示す従
来のものと同様であるので、説明を省略する０ このように構成されたものでは、リムダクト内で放射状
に設けられたダクトピース（２）のファン作用を受けた
空気はスロート部（イ）を通過して極間に導出ざねるが
、スロート部（至）の出口に面した極間にはスロート部
の動圧力のままの高速空気が分流ガイド的によって強制
的に二方向に分流され、冷却すべき界磁コイル（６）の
伝熱面１ｆ）Ｋ沿って流れることになる。このように流
線がはくすすることなく伝熱面に沿えば、その部分の熱
伝達率は非常に大きくなる。

次に界磁コイルを冷却した空気は、突極間に置かれた転
流ベーン０→によって、矢印Ａで示す突極（５）の回転
方向と逆の方向の接線速度ベクトル成分を持つように強
制的に流路が曲げられる。両方向回転機では、入方向の
回転の場合、流路（５１１）１１１１が正圧側となり、
この正圧側の流路（５１１）の方が負圧側の流路（５１
２）より風量が大きくなるので、はとんどの空気は正圧
面側の出口部（１４１）から流出することになる。即ち
回転方向の如何にか＼わらず、常に回転方向と逆側の出
口部に噴出速度ベクトルＶの空気が噴出されることＶＣ
なり、従って垂直速度ベクトル７１と接線速度ベクトル
成分Ｖ！を生じることになる。

このように構成されているので、界磁の突極間から噴出
される空気に要する動力は、 Δｐ　＝　／７Ｖ２ＵＱ　”・（２） で表わされる動力ΔＰだけ低減される。（１）式で示し
た例において、ｖ２＝６０ｍ／ｓとすると（Δｐ／Ｐ）
刈００＝□５０％にも達する大きい値になり、動力低減
効果が大きいことが分かる。

このようにして界磁コイルの冷却性能が向上するのみな
らず、通風動力を低減するという大きい効果が得られる
。

なおここでは、突極型の同期機について述べたが、各種
の回転電機の冷却構造として適用し得ることは勿論であ
る。また逆回転方向への噴出角度ＱＦｉ、Ｏ＜０＜９０
のどのような角であってもよく、噴出断面積は、場合に
応じて任意に股引することができる。

を記のようにこの発明による回転電機は、回転子に径方
向に冷却風を導出する通風路を形成すると共に、通風路
の冷却風導出口に冷却風に回転子の接線方向の速度成分
を形成させる転流部材を配置したもので、冷却効果が向
とする。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図はいずれも従来のこの種回転電機を示す
もので、第１図は一部断面で示す側面図、第２図は断面
図、第８図は第２図の要部拡大断面図である。第４図１
この発明の一実施例を示す第８図に相当する要部拡大断
面図である。 図中、（］）は回転軸、（２）はスパイダボス、（８）
はリム、ａｎはリムダクト、ｃ１２はダクトピース、（
４）はファン、（５）は突極、（６）は界磁コイル、（
７）は固定子、（８）は固定子コイル、（９）はエアギ
ャップ、ａ３ｉｔ：分流ガイ！’、０４は転流ベーンで
ある。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　葛　　野　　信　　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）回転軸に装架され、径方向に冷却風を導出する通
   風路を有する回転子、この回転子の通風路の冷却風導出
   口に配置され、冷却風に回転子の接線方向の速度成分を
   形＋ｉ１５させる転流部材を備えた回転電機。 （２）回転子の通風路内の中央部に配置され、冷却風を
   通風路の側面に案内する分流部材を備えた特許請求の範
   囲第１項記載の回転電機。 （８）回転子には、軸方向および周方向に分離された複
   数個の通風路が形成されている特許請求の範囲第１項記
   載の回転電機。 （４）回転子は突極構造の界磁磁極である特許請求の範
   囲第１項乃至第８項のうちのいずれが１項記載の回転電
   機。