JPS6137856B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水車発電機などのような大型の回転
電機における通風冷却装置に係り、特に回転子の
通風冷却装置に関する。

従来のこの種の回転電機の構造を第１図および
第２図に示す。シヤフト１にはスパイダ２を介し
てヨーク３が固着され、該ヨーク３の外周部には
複数の突極界磁体４が突設されている。突極界磁
体４は積層された界磁鉄心１７と、該界磁鉄心１
７に巻装された界磁コイル５とからなり、隣接す
る突極界磁体４，４間の頭部側面には遮蔽板６が
架設されている。特に高速大容量の突極界磁形回
転電機では、風損の損失全体に占める割合が大き
いため、前述のように遮蔽板６の架設によつて突
極界磁体４，４間を塞いで見掛け上円筒体として
風損を低減している。これらから回転子１９が構
成されている。

一方この回転子１９と対応して設けられた固定
子２０は、固定子鉄心８と、固定子鉄心８に巻装
された固定子コイル７と、固定子枠１０などから
構成され、前記固定子鉄心８には径方向に貫通し
た通風ダクト９が多数設けられている。

１１は回転子１９を冷却するための第１ブロワ
ーで、第１ブロワー１１の前方から回転子１９側
に向けて第１通風ガイド１５と第２通風ガイド１
６とが略平行に延びており、第１通風ガイド１５
と第２通風ガイド１６との間には通風路２１が形
成されている。第１ブロワー１１から通風路２１
を通つて回転子１９側へ強制送風された冷却用空
気は、突極界磁体４，４間を軸方向に流れ、その
間に界磁コイル５ならびに界磁鉄心１７が冷却さ
れる。回転子１９を通つて出て来た緩かい空気
は、固定子の第１通風ガイド１５と第２通風ガイ
ド１６で形成された軸方向上部の通風路２１を経
て、第２通風ガイド１６に設けられた通風窓から
固定子コイル７の端部付近の空間を通つて集風箱
１４に集められ、この通風箱１４の外周に取付け
られたクーラー１３で冷却される。

１２は固定子２０を冷却するための第２のブロ
ワーで、この第２のブロワー１２から出た冷却空
気は、この第２のブロワー１２が取付けられた前
記集風箱１４を経て、固定子枠１０に設けられた
通風窓から固定子２０の背部に強制送風され、さ
らに固定子鉄心８内に設けられた通風ダクト９を
通過して回転子１９と固定子２０のエアギツプに
抜ける。そして冷却用空気は再び他の通風ダクト
９を通つて集風箱１４に集められ、クーラー１３
で冷却される。前述のように冷却用空気が集風ダ
クト９を通つている間に、固定子コイル７ならび
に固定子鉄心８が冷却される。

前述したように、風損を低減するため遮蔽板６
で突極界磁体４，４間を塞いで見掛け上円筒体に
している。そのため回転子１９側における冷却用
空気の送風は、ブロワー１１などによる強制通風
方式が採用されている。

ところが従来の通風冷却装置では、高い風圧が
必要で、しかも十分な冷却効果が得られない欠点
がある。本発明者らはこの点について種々検討し
た結果、回転子近傍における通風路２１で大きな
風損を生じていることを解明した。すなわち、ヨ
ーク３や突極界磁体４の軸端部には締結用ボルト
の頭部（図示せず）などが突出しているため、回
転子１９と第１通風ガイド１５ならびに第２通風
ガイド１６との間には必然的にある程度の間隔を
あけて隙間２２，２３が形成される。そして従来
の通風冷却装置は、第１通風ガイド１５と回転子
１９との隙間２２と、第２通風ガイド１６との回
転子１９との隙間２３の軸方向位置が合致してい
る。そのため、回転子１９のフアン作用によつて
空気が隙間２２から通風路２１を横切つて隙間２
３に流れ易く、この空気の流れロおよびハが通風
路２１を流通する冷却用空気の流れイと衝突し
て、回転子１９の両端近傍で渦流が生じ、これが
風損の要因になつていることを突明した。

本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を除
却し、風損が少なく冷却効果の高い回転電機の通
風冷却装置を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、第１通風
ガイドと回転子の隙間と第２通風ガイドと回転子
の隙間の軸方向位置を互に異ならしめたことを特
徴とする。

以下、本発明の実施例を第３図ないし第６図と
ともに説明する。

第３図は、本発明の第１実施例を示す。ヨーク
３の両端をそれぞれ突極界磁体４の端面より軸方
向に延ばして、第１通風ガイド１５と対向させて
いる。従つて、第１通風ガイド１５はヨーク３の
端部と対向する軸方向折曲部分の長さが従来のも
のに比べてヨーク３の延長分だけ短かく設計され
ており、一方、第２通風ガイド１６と突極界磁体
４との位置関係は従来と同じである。このように
することにより、第１通風ガイド１５とヨーク３
との隙間位置を、第２通風ガイド１６と突極界磁
体４との隙間位置に対して、ヨーク３の延長分だ
け軸方向外側にずらすことができる。

さらに第１通風ガイド１５とヨーク３の隙間２
２に空気が流入するのを可及的に少くするため、
第１通風ガイド１５の端部１８をシヤフト１に沿
つて軸方向内側に屈曲してスパイダ２に近接さ
せ、前記端部１８によつてヨーク３の延長部分を
内側から覆つた状態になつている。

第４図は、第１実施例の変形例を示す。この場
合、第１通風ガイド１５とヨーク３の隙間２２に
空気が流入するのを可及的に少なくするため、第
１通風ガイド１５の端部１８をシヤフト１の側面
に近接してある。

第５図は、本発明の第２実施例を示す。ヨーク
３の両端部にそれぞれ配置される端板２５に、軸
方向外側へ突出したフランジ２６を設ける。この
フランジ２６はシヤフト１を中心にして連続した
リング状になつており、第１通風ガイド１５と対
向している。このようにフランジ２６を突設する
ことにより、第１通風ガイド１５とフランジ２６
との隙間２２を、第２通風ガイド１６と突極界磁
体４との隙間２３より軸方向外側へずらすことが
できる。

第６図は、本発明の第３実施例を示す。突極界
磁体４の両端面には、軸方向外側へ突出したリン
グ２４が設けられている。このリング２４はシヤ
フト１を中心にして連続した周壁状になつてお
り、リング２４の先端部は第２通風ガイド１６と
対向させている。従つて、第２通風ガイド１６は
突極界磁体４の頭部側の端部と対向する軸方向折
曲部分の長さが従来のものに比べてリング２４の
突出分だけ短かく設計されており、一方、第１通
風ガイド１５とヨーク３との位置関係は従来と同
じである。このようにすることにより、第２通風
ガイド１６とリング２４との隙間位置を、第１通
風ガイド１５とヨーク３との隙間位置に対して、
リング２４の突出分だけ軸方向外側へずらすこと
ができる。なおこのリング２４は、遮蔽板６と一
体にすることも、また別体にすることもできる。

第７図は、本発明の第１実施例による通風冷却
装置と従来のものの通風特性試験の結果を示す。
図中の曲線Ａ，Ｂは風損特性を、曲線Ｃ，Ｄは風
圧特性をそれぞれ示し、曲線Ａ，Ｃが本発明に係
る通風冷却装置、曲線Ｂ，Ｄが従来の通風冷却装
置である。この結果から明らかなように、本発明
に係る通風冷却装置は従来のものに比べて動作点
の風損が減少しており、また風圧を一定とすれば
風量が増大している。

前記実施例では、遮蔽板６を突極界磁体４の軸
方向全長にわたつて設け、冷却用空気を突極界磁
体４の一方の端面から他方の端面に貫通させる構
造のものについて説明したが、突極界磁体４の中
央部を除いてその軸方向両側に遮蔽板６を架設し
て、冷却用空気を突極界磁体４の両方の端面から
送り込み、中央部から出す構造など、遮蔽板６で
突極界磁体４，４間を部分的に塞いだ構造にも本
発明は適用できる。

以上説明したように、本発明によれば、第１通
風ガイドと回転子との隙間と第２通風ガイドと回
転子との隙間の軸方向位置を互にずらせたため、
これらの隙間を通り抜ける空気の抵抗が大きくな
つて流れ難くなる。その結果冷却用空気の流れに
対する干渉が少なくなり、風損が軽減でき、突極
界磁体間の風量を増大して回転子の冷却効果を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の突極界磁形回転電機の縦断面
図、第２図は第１図Ｘ−Ｘ線上の断面図、第３図
は本発明の第１実施例に係る突極界磁形回転電機
の縦断面図、第４図は第１実施例の変形例を示す
要部断面図、第５図および第６図は他の実施例に
係る突極界磁形回転電機の要部断面図、第７図は
本発明に係る通風冷却装置と従来のものの通風特
性図である。 １……シヤフト、３……ヨーク、４……突極界
磁体、５……界磁コイル、６……遮蔽板、１１…
…第１ブロワー、１５……第１通風ガイド、１６
……第２通風ガイド、１７……界磁鉄心、１９…
…回転子、２０………固定子、２１……通風路、
２２，２３……隙間、２４……リング、２５……
端板、２６……フランジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シヤフトと、該シヤフトに固着されたヨーク
   と、界磁鉄心と該界磁鉄心に巻装された界磁コイ
   ルとからなり前記ヨークの外周面に固着された複
   数の突極界磁体と、隣接する突極界磁体の頭部側
   面に架設されて突極界磁体間を覆う遮蔽板とを有
   する回転子と、該回転子と対応して設けられた固
   定子と、前記ヨークの端部と対向して設けられた
   第１通風ガイドと、前記突極界磁体の頭部側の端
   部と対向して設けられた第２通風ガイドと、これ
   ら第１通風ガイドと第２通風ガイドとの間に形成
   された通風路を通して突極界磁体間に軸方向に強
   制送風して回転子を冷却する冷却装置とを備えた
   回転電機の通風冷却装置において、前記第１通風
   ガイドと前記回転子との隙間と前記第２通風ガイ
   ドと回転子との隙間の軸方向位置を互に異ならし
   めたことを特徴とする回転電機の通風冷却装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前期ヨーク
   の端部を軸方向外側に延ばして前記第１通風ガイ
   ドと対向させることにより、第１通風ガイドとヨ
   ークとの隙間と前記第２通風ガイドと回転子との
   隙間の軸方向位置を互に異ならしめたことを特徴
   とする回転電機の通風冷却装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記ヨーク
   の端部に配置される端板に軸方向外側へ突出した
   リング状のフランジを設け、このフランジを第１
   通風ガイドと対向させることにより、第１通風ガ
   イドとフランジとの隙間と前記第２通風ガイトと
   前記回転子との隙間の軸方向位置を互に異ならし
   めたことを特徴とする回転電機の通風冷却装置。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記突極界
   磁体の端面に軸方向外側へ突出したリングを設
   け、このリングを前記第２通風ガイドと対向させ
   ることにより、前記第１通風ガイドと前記回転子
   との隙間と第２通風ガイドとリングとの隙間の軸
   方向位置を互に異ならしめたことを特徴とする回
   転電機の通風冷却装置。