JPS6111064B2

JPS6111064B2 -

Info

Publication number: JPS6111064B2
Application number: JP52150567A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Fujioka; Hisashi Nakayama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-12-16
Filing date: 1977-12-16
Publication date: 1986-04-01
Also published as: JPS5484203A; US4246503A; CA1120523A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内部冷却装置を備えた回転電機、特に
固定子鉄心を冷却するのに半径方向流れを使用
し、同時に回転子を冷却するのにギヤツプピック
アツプ方式を使用している回転電機に関するもの
である。この種回転電機における冷却装置の第１
の従来例は、冷却器を通つたガスはケーシング端
壁に沿つて流れたのちフアンにより加圧された回
転子端巻き部側に吐出され、一部は回転子端巻き
部を冷却し、また他は固定子鉄心、回転子本体を
冷却して再び冷却器にもどるよう構成されてい
る。また第２の従来例は、第１の従来例の冷却ガス
流を逆転させたものである。すなわち、冷却器を
出たガスは２つの流路に分割され、一方は固定子
鉄心、回転子本体を冷却したのち回転子端巻き部
付近に集められる。また他方の流路はケーシング
端壁に沿つて設けられ、回転子端巻き部を冷却す
るガスはここを通つて該端巻き部に流入し、冷却
したのち外部に放出されて固定子鉄心、回転子本
体を冷却してきたガスと合流し、フアンに吸込ま
れて加圧されて再び冷却器にもどるよう構成され
ている。しかし第１の従来例においては、回転子端巻き
部分の流通抵抗が著るしく大きい為、大部分のガ
スが固定子鉄心、回転子本体部分を冷却するのに
用いられ、回転子端巻き部に流入するガス流はご
くわずかである。従つて回転子端巻き部の温度上
昇が著るしく、容量増大を妨げている。またフア
ンによりガスは大きな空間中に吐出されるため、
動圧は回収されずに損失となるので高い圧力を得
ることができない。また第２の従来例においては、回転子端巻き部
分を冷却するガス流は、冷却器を出たのち180゜
方向転換してケーシング端壁に沿つて設けられた
流路を流れたのち、回転子端巻き部分に到達する
ため、その流動損失はきわめて大きい。従つて、
第１の従来技術の場合と同様に、回転子端巻き部
を流れるガス流は少なく、端巻き部の温度が著る
しく高くなる。本発明はフアン直後の高い圧力を有効に利用
し、また流動損失の少いガス流路を設けることに
よつて回転子端巻き部の冷却を向上させる改善さ
れた冷却装置を備えた回転電機を提供するもので
ある。本発明の回転電機においては、冷却ガスの流れ
を２つの部分に分割して構成されている。一方の
流れ部分は、冷却器を出たのちフアンにより加圧
されて固定子鉄心、回転子本体部分を冷却するた
めに供給される。また他方の流れ部分は、フアン
により加圧されたのち直ちに回転子端巻き部に流
入し、これを冷却したのた遠心送風羽根により外
部に放出される。２つのガス流は冷却器入口で合
流し、冷却器を通つて冷却されたのちフアン入口
に到達し、フアンにより加圧されて循環する構成
となつている。以下本発明の回転電機の一実施例
を図面によつて詳細に説明する。図面は回転電機として水素ガス冷却形発電機の
上半分のその一端における構造を断面により示し
ている。発電機は水素冷却ガスを収納する気密ケ
ーシング１を有し、このケーシング１内に固定子
鉄心２と、ガスギヤツプ３により固定子鉄心２か
ら隔たる本体部分４を有する回転子５と、冷却器
６が存在する。固定子鉄心２には半径方向冷却用
通路７，８が適当な間隔で設けられ、本発明とは
別個の液体冷却装置系統により冷却される主電機
子巻線９を収納する為の溝を備えている。また固
定子鉄心２には冷却用通路７，８に対向して郊互
に取囲む周方向の入口室１０と出口室１１が設け
られている。回転子５はそのいずれの端部におい
ても保持環１２により所定位置に保持された端巻
き線１３を含む端巻き部１４を有し、回転子５は
また一組のフアン１５を支持し、このフアン１５
には固定羽根１６によつてガスが案内される。回転子５の本体部分４は半径方向冷却用通路
７，８に対向して軸方向に複数区域に離隔してお
り、この部分の冷却はギヤツプピックアツプ方式
により、ガスをガスキヤツプ３から取り込み回転
子巻線を通る内部斜行冷却通路を通してガスギヤ
ツプに沿う軸方向に離隔した区域に送ることによ
り行われる。端巻き部１４には保持環１２の端部に遠心送風
羽根１７がその吐出側を電機子端部領域１８と連
通するように配置され、この遠心送風羽根１７に
より端巻き線１３の冷却が行われる。冷却器６は
ケーシング１内の流れ案内壁１９と流れ分割壁２
０の間に設けられた通路21に配置される。この冷
却器６の入口は、電機子端部領域１８と固定子鉄
心２の周方向に設けられた出口室１１と連通し、
出口はフアン１５の入口領域２２と連通してい
る。フアン１５の出口通路２３はケーシング端壁１
ａ、流れ案内壁１９、および流れ分割壁２４によ
り形成されており、固定子鉄心２の周方向に設け
られた入口室１０と連通している。また、流れ分
割壁２４は開口部２４ａを有しており、回転子軸
開口部２５、軸長手方向通路２６を介して端巻き
部１４に連通する端部室２７にガスを導く。図示例に従い、本発明の回転電機における冷却
ガスの流れを説明する。第１の流れはフアン１５
により加圧されたのち、流れ分割壁２４の開口部
２４ａを通つて端部室２７に流入し、回転子軸開
口部２５により回転子軸長手方向通路２６を通つ
て、端巻き部１４に提供される。ここでガスは端
巻き線内部通路（図示せず）を流れて、端巻き部
１４の冷却を行い遠心送風羽根１７により電機子
端部領域１８に放出され、また、一部はガスギヤ
ツプ３から電機子端部領域１８に流れて、主電機
子巻線９の冷却を行い冷却器６の入口側に放出さ
れる。第２のガス流は、フアン１５により加圧された
のち、通路２３を通り、周方向に多数設けられた
管２８によつて固定子鉄心２の交互に取囲む周方
向の入口室１０に分配され、半径方向冷却用通路
７を通つてガスギヤツプ３に流れる。ここでガス
は、回転子本体４の１区域内を通り回転子巻線の
内部斜行冷却通路を流れ、ガスギヤツプ３に沿う
軸方向に離隔した他の区域に送られ再びガスギヤ
ツプ３に流れ半径方向冷却用通路８を通つて入口
室１０と交互に固定子鉄心２を取囲む周方向の出
口室１１に捕集され、固定子鉄心２と回転子５の
冷却を行う。出口室１１に補集されたガスは、周
方向に多数設けられた管２９によつて冷却器６の
入口側に流れ、電機子端部領域１８から放出され
たガスと共に冷却器６により冷却され、通路２１
を通つてフアン１５の入口領域２２に供給され
る。そして冷却されたガス流は再びフアン１５に
より加圧されて循環し冷却作用が行われる。本発明によれば、フアン出口より回転子端巻き
部へ通じるガス流路を短かくして流動損失を減少
し、フアン直後の高い圧力を有効に端巻き部冷却
に利用するようにしたので、端巻き部を流れるガ
ス流量が著るしく増大し、端巻き部の有効なる冷
却を行うことができる。また、ガス流を逆転させたことによつて、これ
まで損失となつていた動圧をかなりの程度静圧と
して回収するようにしたので、大きな圧力を得る
ことができ、有効なる冷却を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の回転電機の一例として水素ガス冷
却形発電機の上半分のその一端を断面により示す
ものである。１……気密ケーシング、２……固定子鉄心、５
……回転子、６……冷却器、７，８……半径方向
冷却通路、１４……端巻き部、１５……フアン、
１８……電機子端部領域、２１……通路、２２…
…フアンの入口領域、２３……出口通路。

Claims

【特許請求の範囲】

１冷却用ガスで充満された気密ケーシングと、
半径方向の冷却用通路を有する固定子鉄心と、外
周面上に設けた冷却用ガスの給排気孔のフアン作
用により冷却される本体部分及び端巻き部分を持
つ回転子とを有し、前記回転子には冷却用ガスを
循環させるためのフアンを備えている形式の回転
電機において、前記ケーシング内のフアン入口領
域に直接連通する通路に配置され前記フアン入口
領域に導かれるガスを冷却するための冷却器と、
前記フアン出口近傍の回転子軸に設けられた開口
部およびこの開口部と連通し前記回転子軸に設け
られた軸長手方向通路を通つて回転子端巻き部に
冷却されたガスを導く第１冷却ガス流路と、前記
フアン出口から前記固定子鉄心冷却用通路に冷却
されたガスを導く第２冷却ガス流路とを有し、前
記回転子端巻き部から放出されたガス流と前記固
定子の半径方向冷却通路から放出されたガス流と
を前記冷却器の入口側へ導くように構成したこと
を特徴とする回転電機。