JPS63501470A - 発電機冷却装置 - 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】 朋■ 腫… この発明は、発電機のための冷却装置に関し、特に、発電機内の２つの別々の場 所に油を供給するための冷却装置に関するものである。

完１！と１１− 通常、航空機の応用に使用されるような多くの発電機は、油冷却される。かかる 発電機において冷却に必要な油は、固定のハウジングから、回転する界磁巻線を 含む円筒形の回転子空洞まで送られなければならない、加うるに、回転する界磁 巻線から離れておりかつ円筒形の回転子空洞の外部にある回転する整流器組立体 を冷却するためには少量の油が必要である。

発電機を冷却するための油を運ぶために、多くの異なった装置が提起されてきた ０例えば、１つの装置は、固定の発電機ハウジング、もしくは円筒形の回転子空 洞のいずれに対しても浮遊された、すなわち固定されない油送管を使用していた が、該油送管は単にハウジングから、界磁巻線を含む空洞に油を運ぶために働く だけなので、回転する整流器組立体を冷却するためには独自の手段を必要として いた。さらに、かかる油送管の浮遊した性質に起因して、それらは、発電機内で 回転するかもしくは回転しないかして、回転する整流器組立体を冷却するために はそれらを全く不適当なものにしている。

発電機における冷却装置は、とりわけボッタ（ｐｏｔｔｅｒ）の米国特許第３． ７３３．５０３号明細書に開示されている。この冷却装置は、複数個のダイオー ドを含む回転する整流器組立体を使用しており、該ダイオードは、各ダイオード ごとに小さいオリフィスを有している中空の回転子軸と一緒に回転し、中空の回 転子軸によって運ばれた油は該オリフィスを通して、ダイオードに関連したヒー トシンクのひれのある表面上に吹きかけられ、そして、回転する界磁巻線を冷却 する方法については提案されていない、中空の回転子軸は回転する整流器組立体 と一緒に回転するので、各ダイオードごとに１つのオリフィスを使用することが 必要であり、そして油がヒートシンクのひれのある表面に吹きかけられるという 事実により、冷却が表面熱境界効果（５ｕｒｆａｃｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｂｏｕ ｎｄａｒｙｅｆｆｅｃｔｓ）によって無能とされる。

発電機のためのもう１つの装置がダツラ（Ｄａｆ　ｌｅｒ＞の米国特許第３．６ ２９．６２７号明細書に開示されている。

ダツラの冷却装置は、冷却材を複数の冷却チャンネルに運ぶために、回転する管 継手を使用し、そして、固定のハウジングと相対的に回転するよう該ハウジング 内で近接して装着された２つの群の整流器装置上に冷却材を向けるために、該固 定のハウジングを通して完全に別々のスプレーノズルを提供する。結果として、 発電機には、複雑かつ高価で効率的でない冷却装置が提供される。

発電機用の冷却装置を提供するためのさらにもう１つの成果は、ジャコブソン（ Ｊｉｅｏｂｓｏｎ）等の米国特許第４．３２２．０３０号明細書のそれである。

この冷却装置は、電機子軸内に延長した中央空洞の回転する内部表面に接触させ るよう、オリフィスを通して油を吹きかけるための固定の冷却供給管を使用する 。しかしながら、固定の冷却供給管は、この目的のためにだけに使用され、多重 機能についてはとんな提案もされていない。

従来技術に関連して述べられた型の問題を克服すると同時に、固定発電機ハウジ ングと相対的に固定された油送管を使用する発電機のための冷却装置を提供する ことが望ましい、また、回転する界磁巻線を冷却するための円筒形の回転子空洞 を通して所定の流景を維持しつつ該回転子空洞を充たすに充分に大きな量で、該 円筒形の回転子空洞に油を運ぶように適合された、かかる油送管を提供すること も望ましい、さらに、固定の発電機ハウジングの端での回転を防ぐと共に、反対 側の端では円筒形の回転子空洞との相対的な回転を許容するようなかかる油送管 のための取付けを提供することが望ましい。

発電機のための冷却装置のとりわけ望まれる特徴は、回転する界磁巻線及び回転 する整流器組立体の双方のための冷却要素を組み合わせることである。さらに、 複数個の回転するダイオードを冷却するために唯１つのオリフィスを使用し、こ こに該オリフィスは固定され、そして表面熱境界効果を避けるようヒートシンク を通してではなくむしろ直接ダイオードを冷却するようにするのが望ましい、さ らに、２つの主な機能を有して、発電機のための冷却装置内に、油送管を設ける ことが望ましく、ここに２つの機能とは、比較的大きい量で円筒形の回転子空洞 に油を供給すること、及び回転する整流器組立体にスプレ油の冷却を提供するこ との２つである。

本願発明は、上述の問題を克服し、かつ上述の目的を達成することに向けられて いる。

免ｉへ」１ この発明の主な目的は、発電機のための新規で改良された冷却装置を提供するこ とである。特に、この発明の目的は、発電機ハウジング内部に固定したＲ様で装 着されると共に、効率的な態様で整流手段及び回転子手段の双方を冷却すること のできる油送管を提供することである。同様にこの発明の目的は、回転する整流 器組立体にスプレ油冷却を提供しつつ、所定の流量を維持するよう比較的大きい 量で円筒形の回転子空洞に油を提供することのできる発電機のための冷却装置を 提供することである。

この発明の例示的実施例によれば、発電機ハウジング及びその内部で回転するよ う装着された軸を有する発電機のための冷却装置において上述の目的を達成して いる。

該冷却装置は、回転する軸内部で概して同軸関係でハウジングの一端から延びる 油送管を含んでおり、該油送管の一端は、ハウジングを貫通する油入口と連通し てハウジングの一端と固定の非回転関係で装着され、油送管の他端は、回転する 軸内の回転取付は内に装着されている。

この構成をもって、油送管は、発電機の発電機ハウジング内の整流手段及び回転 子手段の双方を冷却するために油入口からの油を運ぶように適合される。

例示的実施例において、整流手段及び回転子手段の双方は、軸内部に装着されて 該軸と一緒に回転する。特に、整流手段は、油送管と離間した関係で該油送管の 回りに配置され、回転子手段は、油送管と軸方向に離間した関係で配置される。

加うるに、整流手段は回転取付けの上流に位置付けられ、回転子手段は回転取付 けの下流に位置付けられる。

この構成をもって、油送管は半径方向に延びるオリフィスを有し、該オリフィス を通る油を、回転する整流手段の移動路に吹きかける。このことは、整流手段、 回転取付は及び回転子手段の相対的な位置付けにより、油送管によって運ばれる 油の残りを回転子手段に送るに先立って、回転取付は及び回転子手段の上流で生 ずる。この後者の目的のために、回転取付けは、油送管を通る油を整流手段の下 流の回転子手段に運ぶための開口を有している。

特定の実施例において、油送管は回転する軸内部に概して同軸関係で配置される 。冷却装置はまた、油送管の一端をハウジング一端に固定の非回転関係で装着す るための手段を含んでいる。油送管の他端は、回転取付けと協働し、最小の油の 漏れでもって両者間に相対的な回転・を許容するための軸受は手段を限定してい る。冷却装置はさらに、回転取付けと発電機ハウジングの一端とにより限定され る整流手段のための離れた室を含んでいる。

特に、整流手段のための該離れた室は、２つの離れた個々の冷却領域を限定する よう、回転子手段との連通がらは孤立しているのが好ましい。

この発明の他の目的及び長所は、添付図面と関係して為される以下の説明から明 白となるであろう。

図面の簡単な説明 第１図は、この発明による発電機のための冷却装置を示す断面図であり、そして 第２図は、第１図の線２−２がら見た断面図である。

ｔ　の；日 この発明による発電機のための冷却装置の例示的な実施例が第１図に示されてい る０発電機１２のための冷却装置１０は発電機ハウジング１４を含んでおり、該 発電機ハウジング１４は、内部で回転するよう装着され、かつ概して円筒形の回 転子空洞１８を限定する中空軸１６と、発電機ハウジング１４の一端１４ａから 回転軸１６内で概して同軸関係で延びている油送管２０とを有している。ここに 該油送管２０の一端２０ａは、発電機ハウジング１４を貫通する油入口２２と連 通して発電機ハウジングの一端に固定の非回転関係で装着され、そして油送管２ ０の他端２０ｂは、回転軸１６内で総括的に２４で示された回転取り付は内に装 着されている。この装置でもって、油送管２０は、整流手段２６及び回転子手段 ２８（概略的に示されている）の双方を冷却するための油を運ぶように適合され る。

特に、整流手段２６は、軸１６内で一緒に回転するよう装着されており、回転子 手段２８もまた軸１６内で一緒に回転するよ°う装着されている。整流手段２６ は、油送管２０の回りでそれと離間された関係で配置されており、回転子手段２ ８は油送管２０と軸方向に離間した関係で配置されている。さらに、整流手段２ ６は回転取り付け２４の上流に位置付けられ、回転子手段２８は、回転取り付け ２４の下流に位置付けられている。

示されているように、油送管２ｏは、半径方向に延びる少なくとも１つのオリフ ィス３ｏを含み、該オリフィスを通る油を回転している整流手段２６の移動路に 吹きかける。示された特定の実施例においては、回転軸１６内で軸方向に離間し た関係にある一対の整流手段２６と、それらのための、半径方向に延びる対応の 対のオリフィス３０とがあり、それらオリフィスの双方は、回転軸１６内の板３ ４上に装着された１つまたは２つ以上のダイオード３２に直接油を吹きがける。

また、示されるように、回転取り付け２４は、油送管２０を通る油の残り、すな わち、換言すればオリフィス３０を通ってダイオード３２上に吹きかけられなか った油、を整流手段２６の下流の回転軸１６内の回転子手段２８内に運ぶために 、少なくとも１つの開口３６を有している。

第２図を参照すると、冷却装置１０は、固定の非回転関係で、油送管２０の一端 ２０ａを発電機ハウジング１４の一端１４ａに固着するよう適合された保持板３ ８を含んでいる。保持板３８は、油送管２０の一端２０ａを受けるように適合さ れた開口４０を有しており、該開口４０は両者間での、すなわち油送管２０及び 保持板３８間での相対的回転を防ぐような大きさと形状にされている。好ましく は、保持板３８の開口４０は、概してＤ型形状となっており、油送管２０の一端 ２０ａもまた、油入口２２の下流で保持板３８の開口４０とかみ合うよう概して Ｄ型形状にされている。

第１図に示されるように、油入口２２は、発電機ハウジング１４の一端における 内孔で構成されており、該発電機ハウジング１４はまた油入口２２に近接した油 送管２０の一端２０ａの概して円筒形の部分を受けるように適合された４２にお けるような端ぐり穴（ｃｏｕｎｔｅｒｂｏｒｅ　）を有する。さらに、円周溝４ ６内のＯ−リング４４のような封止もしくは密閉手段が、油送管２０の一端２０ ａの概して円筒形の部分と発電機ハウジング１４内の端ぐり穴との間に配置され ている。

保持板３８を油送管２０の一端２０ａと協働させているので、油送管２０の一端 ２０ａの概して円筒形の部分は、端ぐり穴４２内に保持される。前述したように 、保持板３８はまた、端ぐり穴とほぼ整列しているＤ型形状の開口４０でもって 油送管２０を発電機ハウジング１４に対して非回転関係で維持し、その理由は油 送管２０の一端２０ａのＤ型形状部分と保持板３８のＤ型形状開口４０とがかみ 合うからである。以後分かるように、保持板３８は、４８において幻影線で示さ れるような機械ねじを含む何等かの通常の手段によって、発電機ハウジング１４ の一端１４ａに装着されるようにされている。

前述したように、整流手段２６の各々は、好ましくは、回転軸１６に固着された 板３４を含んでいる。板の各々は、好ましくは、油送管２０において半径方向に 延びるオリフィス３０の各々が対応のダイオード３２の移動路と整列して配置さ れるように、該板上に装着される円周方向に離間した複数個のダイオード３２を 有している。

この配列でもって、半径方向に延びるオリフィス３０は、ダイオードが油送管２ ０の回りを回転するとき、ダイオード３２に直接油を吹きかけるように適合され ている。

ダイオード３２に吹きかけられた油を排出するために回転軸１６は、好ましくは １つもしくは２つ以上の半径方向に延びる穴５０を含んでいる。示されているよ うに、穴５０は、ダイオード３２に吹きかけられた油を回転軸１６から排出する よう、回転取り付け２４の上流かつ油入口２２の下流に配置される。ダイオード ３２は円筒形の整流器室５２内に配置されているので、半径方向伸延びる穴５０ は、円筒形の整流器室５２内に油が蓄積するのを防ぐように設けられなければな らない。

第１図を参照すると、回転取付け２４は、油送管２０の他端２０ｂを受けるよう に適合された円筒形のスリーブ５６を有する概して環状の板５４を含んでいる。

油を運ぶ１つもしくは複数の開口３６は、好ましくは複数の半径方向の穴を含ん でおり、そして円筒形のスリーブ５６を通して油送間２０の他端２０ｂに連通し ている。

また、示されているように、回転取付け２４は、好ましくは、円筒形のスリーブ ５６の下流側を覆いかつ概して環状の板５４と一体にされたボス５８を含んでお り、そして六３６は該ボス５８を貫通してほぼ半径方向に延びているということ も解る０回転取付け２４はさらに、回転軸１６と一緒に回転するよう、該回転軸 １６の内部表面１６ａと協働する、全周に延びるフランジ６０を含んでいる。示 されるように、円筒形の回転子空洞１８に対して相対的に密閉関係に、円筒形の 整流器室５２を維持するように、全周に延びるフランジ６０によって限定される 円周みぞ６４内には０−リング６２が配置されている。

なお、第１図を参照すると、油送管２０の他端２０ｂの外側の表面は、球形状の 拡大部６６を含んでいる。球形状の拡大部６６は、円筒形のスリーブ５６の内側 の直径と実質的に同じ最大直径を有する。この構成をもって、球形状拡大部６６ 及び円筒形のスリーブ５６は、両者間での相対的な回転に適応する軸受手段を形 成する。

理解されるように、球形状の拡大部６６及び円筒形スリーブ５６は、両者間での 漏れを完全には阻止しないが、生じる姓小の漏れは、これらの要素間で形成され る軸受手段を実際は潤滑して、両者間での相対的な回転を調和させる。結果とし て、固定の油送管は、円筒形の整流器室内でそれの回りを回転しているダイオー ドに直接油を吹きかけることができるだけでなく、円筒形の回転子空洞内にそし てそれを通して所定流量を維持するに充分な大きさの量で油の残りを運ぶ。

以上、この発明の好適な実施例を延べてきたが、この発明は添付した請求範囲の 精神及び範囲によってのみ制限されるべきであるということが理解されるべきで ある。

国際調審輔牛

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．内部で回転するよう装着された軸１６を有する発電機ハウジング１４と； 前記回転する軸１６の内部で前記ハウジング１４の一端１４ａから概して同軸関 係で延びる油送管２０であって、前記ハウジング１４を貫通する油入口２２と連 通して前記ハウジング１４の前記一端１４ａと固定の非回転関係で装着された一 端２０ａ、及び前記回転する軸１６内の回転取付け２４内に装着された他端２０ ｂを有する前記油送管２０と； 前記軸１６内に装着されそれと共に回転する整流手段２６であって、前記油送管 ２０の回りにそれと離間した関係で配置されると共に、前記回転取付け２４の上 流に位置付けられた前記整流手段２６と； 前記軸１６内に装着されそれと共に回転する回転子手段２８であって、前記油送 管２０と軸方向に離間した関係で配置されると共に、前記回転取付け２４の下流 に位置付けられた前記回転子手段２８と； を備え、 前記油送管２０は、前記油送管２０を通る油を、前記回転取付け２４の上流で前 記回転する整流手段２６の移動路に吹きかけるための半径方向に延びるオリフィ ス３０を有し； 前記回転取付け２４は、前記油送管２０を通る油を、前記整流手段２６の下流で 前記回転する軸１６内の前記回転子手段２８に運ぶための開口３６を有し、てい る発電機１２のための冷却装置１０。
2. ２．前記油送管の前記一端を固定の非回転関係で前記発電機ハウジングの前記一 端に固着するよう適合された保持板を含んでいる請求の範囲第１項に記載された 冷却装置。
3. ３．前記保持板は、前記油送管の前記一端を内部に受けるよう適合された開口を 有し、前記保持板内の前記開口は、前記油送管の前記一端の相対的な回転を阻止 するような大きさと形状である請求の範囲第２項に記載された冷却装置。
4. ４．前記保持板内の前記開口は概してＤ型形状であり、前記油送管の前記一端は 、前記油入口の下流で前記保持板内の前記Ｄ型形状の開口とかみ合うよう概して Ｄ型形状であり、前記油入口に近接した前記油送管の前記一端は概して円筒形で ある請求の範囲第３項に記載された冷却装置。
5. ５．前記油入口は前記ハウジングの一端において内孔を備え、前記発電機ハウジ ングは前記油送管の前記一端の前記概して円筒形の部分を受けるように適合され た端ぐり穴を有し、かつ前記油送管の前記一端の前記概して円筒形の部分、及び 前記発電機ハウジング内の前記端ぐり穴間に配置された密閉手段を含んでいる請 求の範囲第４項に記載の冷却装置。
6. ６．前記発電機ハウジングは、前記油送管の前記一端の前記概して円筒形の部分 を受けるように適合された端ぐり穴を含み、前記保持板は、前記油送管の前記一 端の前記概して円筒形の部分を前記端ぐり穴に維持し、前記保持板はまた、前記 油送管を前記発電機ハウジングに対して固定の非回転関係に維持する請求の範囲 第４項に記載の冷却装置。
7. ７．前記整流手段は、前記回転する軸に固着された板を含みかつその板の上に装 着された円周方向に離間した複数個のダイオードを有し、前記油送管の前記半径 方向に延びるオリフィスは、前記ダイオードの移動路と整列して配置され、前記 半径方向に延びるオリフィスは、前記ダイオードが前記油送管の回りを回転する とき、前記ダイオードに直接油を吹きかけるように適合された請求の範囲第１項 に記載の冷却装置。
8. ８．前記回転する軸は、前記ダイオードに吹きかけられた油を該回転する軸から 排出するために、前記回転取付けの上流、かつ前記油入口の下流に半径方向に延 びる穴を含む請求の範囲第７項に記載の冷却装置。
9. ９．前記回転取付けは、前記油送管の他端を受けるように適合された円筒形のス リーブを有した概して環状の板を含み、前記回転取付け内の前記油を運ぶ開口は 、前記円筒形のスリーブを介して前記油送管の他端と連通する請求の範囲第１項 に記載の冷却装置。
10. １０．前記円筒形のスリーブの下流側を覆う概して円筒形のボスを含み、前記ボ スは前記概して環状の板と一体であり、前記油を運ぶ開口は、前記ボスを貫通し て延び前記円筒形のスリーブと連通する概して半径方向の穴を備えた請求の範囲 第９項に記載の冷却装置。
11. １１．前記油送管の他端の外側の表面は、球形状の拡大部を含み、該球形状の拡 大部は、前記円筒形のスリーブの内部直径と実質的に同じ最大直径を有し、前記 球形状の拡大部及び前記円筒形のスリーブは、両者間の相対的回転を許容する軸 受け手段を形成する請求の範囲第９項に記載の冷却装置。
12. １２．内部で回転するよう装着された軸１６を有する発電機ハウジング１４と； 前記回転する軸１６内で概して同軸関係で前記ハウジング１４の一端１４ａから 延びる油送管２０であって、前記ハウジング１４を貫通する油入口２２と連通し て前記ハウジング１４の一端１４ａに固定の非回転関係で前記油送管２０の一端 ２０ａを装着するための装着手段３８を含み、かつ前記回転する軸１６内の回転 取付け２４内に装着された他端２０ｂを有する前記油送管２０と； 前記油送管２０の他端２０ｂと協働し、両者間で相対的な回転を許容するための 軸受け手段を限定する前記回転取付け２４と； 前記軸１６内に装着されそれと一緒に回転する整流手段２６であって、前記油送 管２０の回りでそれと離間した関係で配置されると共に、前記回転取付け２４の 上流に位置付けられる前記整流手段２６と；前記軸１６内に装着されそれと一緒 に回転する回転子手段２８であって、前記油送管２０に対して軸方向に離間した 関係で配置されると共に、前記回転取付け２４の下流に位置付けられる前記回転 子手段２８と；を備え、 前記油送管２０は、該油送管２０を通る油を、前記回転取付け２４の上流で前記 回転する整流手段２６の移動路に吹きかけるための半径方向に延びるオリフィス ３０を有し； 前記回転取付け２４は、前記油送管２０を通る油を、前記整流手段２６の下流に ある前記回転する軸１６内の前記回転子手段２８に運ぶための開口３６を有し； 前記回転取付け２４は、前記発電機ハウジング１４の一端１４ａ及び前記回転す る軸１６と協働して、前記整流手段２６のための別々の室５２を限定し、前記整 流手段２６のための前記別々の室５２は、前記回転子手段２８との連通とは孤立 している、 発電機１２のための冷却装置１０。
13. １３．前記整流手段は、前記回転する軸に固着された板を含み、かつその板に装 着された円周方向に離間した複数個のダイオードを有し、前記油送管の前記半径 方向に延びるオリフィスは、前記ダイオードの移動路と整列して配列され、前記 半径方向に延びるオリフィスは、前記ダイオードが前記油送管の回りで回転する とき前記ダイオードに直接油を吹きかけるように適合された請求の範囲第１２項 に記載の冷却装置。
14. １４．前記回転する軸は、前記ダイオードに吹きかけられる油を前記回転する軸 内の前記別々の室から排出するよう、前記回転取付けの上流かつ前記油入口の下 流に、半径方向に延びる穴を含んでいる請求の範囲第１３項に記載の冷却装置。
15. １５．前記回転取付けは、前記油送管の他端を受けるよう適合された円筒形のス リーブを有する概して環状の板を含み、前記回転取付け内の前記油を運ぶ開口は 前記円筒形のスリーブを介して前記油送管の他端と連通し、前記油送管の他端の 外側表面には、前記円筒形のスリーブの内部直径と実質的に同じ最大直径を有し た球形状の拡大部が形成され、該球形状の拡大部及び前記円筒形のスリーブは、 両者間での相対的な回転を許容する前記軸受け手段を形成している請求の範囲第 １４項に記載の冷却装置。
16. １６．前記円筒形スリーブの下流側を覆う概して円筒形のボスを含み、該ボスは 、前記概して環状の板と一体であり、前記油を運ぶ開口は、前記円筒形のスリー ブと連通する、前記ボスを通して延びる概して半径方向の穴を備え、該概して半 径方向の穴は、前記油送管を通って流れる油を前記回転子手段に向けるよう適合 された請求の範囲第１５項に記載の冷却装置。
17. １７．前記油送管のための前記装着手段は、前記油送管の前記一端を固定の非回 転関係で前記発電機ハウジングの一端に固着するよう適合された保持板を含み、 該保持板は、内部に前記油送管の前記一端を受けるように適合された開口を有し 、前記保持板における前記開口は、その開口内で前記油送管の前記一端の回転を 阻止するような大きさと形状である請求の範囲第１２項に記載の冷却装置。
18. １８．前記保持板における前記開口は概してＤ型形状であり、前記油送管の前記 一端は、前記油入口の下流で前記保持板における前記Ｄ型形状の開口とかみ合う よう概してＤ型の形状であり、前記油入口に近接した前記油送管の前記一端は、 概して円筒形である請求の範囲第１７項に記載の冷却装置。
19. １９．前記油入口は、前記発電機ハウジングの一端に内孔を備え、前記発電機ハ ウジングは、前記油送管の前記一端の前記概して円筒形の部分を受けるよう適合 された端ぐり穴を有すると共に、前記油送管の前記一端の前記概して円筒形の部 分、及び前記発電機ハウジングにおける前記端ぐり穴間に配置された密閉手段を 含んでいる請求の範囲第１８項に記載の冷却装置。
20. ２０．前記発電機ハウジングは、前記油送管の前記一端の前記概して円筒形の部 分を受けるよう適合された端ぐり穴を含み、前記保持板は、前記油送管の前記一 端の前記概して円筒形の部分を前記端ぐり穴に維持し、前記保持板はまた、前記 油送管を、前記発電機ハウジングに対して固定の非回転関係で維持する請求の範 囲第１９項に記載の冷却装置。