KR20140081709A - 회전 전자 기기 및 회전 전자 기기의 하우징 - Google Patents

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KR20140081709A
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고타로우 히로와타리
히로시 츠마가리
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가부시키가이샤 야스카와덴키
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Abstract

내부를 충분하게 냉각하는 것이 가능한 회전 전자 기기를 제공한다. 이 발전기(1)(회전 전자 기기)는, 축 방향으로 관통하는 구멍부(23)를 갖는 로터(20)와, 로터(20)의 외주부에 대향하도록 배치되는 스테이터(30)와, 로터(20) 및 스테이터(30)를 내부에 수납하는 하우징(40)과, 하우징(40)의 외면에 설치되고, 하우징(40) 내를 순환하는 공기를 냉각하기 위한 복수의 열 교환기(50)와, 하우징(40)의 내부에 마련되어, 하우징(40) 내를 구획하여, 기체의 순환영역을 규정하기 위한 분할벽부(44)를 구비한다.

Description

회전 전자 기기 및 회전 전자 기기의 하우징{ELECTRIC MACHINE AND HOUSING THEREOF}
본 발명은, 회전 전자 기기 및 회전 전자 기기의 하우징에 관한 것이다.
종래, 고정자와 회전자를 구비하는 전동 기계가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌1 참조). 상기 특허문헌1에는, 샤프트에 고정되는 회전자와, 회전자에 대해서 대향하도록 마련되는 고정자를 구비한 전동 기계가 개시되어 있다. 이 전동 기계에서는, 샤프트가 중공형으로 형성되어 있다. 또한, 회전자의 축 방향의 단부에는, 날개바퀴가 부착되어 있다. 또한, 고정자의 반경 방향 중 한 쪽의 외측(한쪽 편)에는, 냉각핀이 마련되어 있다. 또한, 회전자, 고정자 및 냉각핀은, 하우징으로 덮여 있다. 그리고, 회전자와 함께 날개바퀴가 회전함으로써, 중공형의 샤프트 내를 공기가 축 방향으로 이동한다. 그 후, 공기는, 회전자의 축 방향의 단부, 고정자의 축 방향의 단부, 및 냉각핀을 경유하도록 이동한다. 이로써, 전동 기계내(하우징 내)를 순환하는 공기에 의해, 전동 기계의 내부 (고정자, 회전자 등)이 냉각되도록 구성되어 있다. 한편, 회전자의 축 방향의 단부측에는, 회전자와 독립하여, 중공형의 샤프트 내를 축 방향으로 이동한 공기를 외주측(냉각핀 측)으로 안내하기 위한 환형의 안내판이 배치되어 있다.
일본국 특표 2002-537748호 공보
그러나, 상기 특허문헌1에 기재된 전동 기계에서는, 중공형의 샤프트 내를 축 방향으로 이동한 공기를 냉각핀 측으로 안내하기 위한 안내판이 환형으로 마련되어 있기 때문에, 샤프트 내를 축 방향으로 이동한 공기는, 안내판을 따라서 반경 방향의 전 방향으로 안내된다. 이 때문에, 공기가 고정자의 한쪽 편에 마련되는 냉각핀 측과는 상이한 방향에도 안내되므로, 냉각핀 측에 공기를 안내할 수 없는 경우가 있다. 그 결과, 전동 기계의 내부를 충분하게 냉각할 수 없는 경우가 있다는 문제점이 있다.
이 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 이 발명의 일 목적은, 내부를 충분하게 냉각하는 것이 가능한 회전 전자 기기 및 회전 전자 기기의 하우징을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 이 발명의 제 1 국면의 회전 전자 기기는, 축 방향으로 관통하는 구멍부를 갖는 로터와, 로터의 외주부에 대향하도록 배치되는 스테이터와, 로터 및 스테이터를 내부에 수납하는 하우징과, 하우징의 외면에 설치되어, 로터의 구멍부와, 로터 및 스테이터 사이의 갭을 통해서 하우징 내를 순환하는 기체를 냉각하기 위한 복수의 열 교환기와, 하우징의 내부에 마련되어, 하우징 내를 복수의 기체의 순환 영역으로 구획하여, 기체의 순환 영역을 규정하기 위한 제 1 분할벽부를 구비한다.
제 1 국면에 따른 회전 전자 기기에서는, 상기와 같이, 하우징 내를 순환하는 기체를 냉각하기 위한 복수의 열 교환기를 하우징의 외면에 설치함과 함께, 하우징 내를 구획하여, 기체의 순환영역을 규정하기 위한 제 1 분할벽부를 하우징의 내부에 마련한다. 이로써, 하우징 내를 순환하는 기체가, 제 1 분할벽부에 의해 구획된 순환영역을 넘어서 이동하는 것이 억제되기 때문에, 기체를 열 교환기 측으로 효율 좋게 인도할 수 있다. 그 결과, 열 교환기에 의해 기체가 효율 좋게 냉각되기 때문에, 회전 전자 기기의 내부를 충분하게 냉각하는 것이 가능하다.
이 발명의 제 2 국면의 회전 전자 기기의 하우징은, 로터 및 스테이터를 내부에 수납하는 회전 전자 기기의 하우징으로서, 하우징의 외면에 설치되어, 하우징 내를 순환하는 기체를 냉각하기 위한 복수의 열 교환기와, 하우징의 내부에 마련되어, 기체 내를 구획하여, 기체의 순환 영역을 규정하기 위한 분할벽부를 구비한다.
제 2 국면에 따른 회전 전자 기기의 하우징에서는, 상기와 같이, 하우징 내를 순환하는 기체를 냉각하기 위한 복수의 열 교환기를 하우징의 외면에 설치함과 함께, 하우징 내를 구획하여, 기체의 순환 영역을 규정하기 위한 분할벽부를 하우징의 내부에 마련한다. 이로써, 하우징 내를 순환하는 기체가, 분할벽부에 의해 구획된 순환영역을 넘어서 이동하는 것이 억제되기 때문에, 기체를 열 교환기 측으로 효율 좋게 인도할 수 있다. 그 결과, 열 교환기에 의해 기체가 효율 좋게 냉각되기 때문에, 회전 전자 기기의 내부를 충분하게 냉각하는 것이 가능한 회전 전자 기기의 하우징을 제공하는 것이 가능하다.
상기와 같이 구성함으로써, 회전 전자 기기의 내부를 충분하게 냉각하는 것이 가능하다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 풍력 발전 시스템의 전체 구성을 도시하는 도이다.
도 2는 제 1 실시형태에 따른 발전기의 사시도이다.
도 3은 제 1 실시형태에 따른 발전기의 단면도이다.
도 4는 제 1 실시형태에 따른 발전기의 열 교환기가 마련되는 측과는 반대 측의 브라켓의 내면을 도시하는 도이다.
도 5는 제 1 실시형태에 따른 발전기의 열 교환기가 마련되는 측의 브라켓의 내면을 도시하는 도이다.
도 6은 제 1 실시형태에 따른 발전기의 열 교환기가 마련되는 측의 브라켓의 외면을 도시하는 도이다.
도 7은 제 1 실시형태에 따른 발전기의 열 교환기의 사시도이다.
도 8은 제 2 실시형태에 따른 발전기의 단면도이다.
도 9는 제 2 실시형태에 따른 발전기의 스테이터의 상면도이다.
도 10은 제 2 실시형태에 따른 발전기의 스테이터의 사시도이다.
도 11은 제 2 실시형태에 따른 발전기의 로터의 사시도이다.
이하, 실시형태를 도면에 기초해서 설명한다.
(제 1 실시형태)
먼저, 도 1을 참조해서, 풍력 발전 시스템(100)의 구성에 대해서 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 풍력 발전 시스템(100)은, 발전기(1)와, 발전기(1)를 수납하기 위한 나셀(2)과, 로터 허브(3)와, 블레이드(4)와, 타워(지지주)(5)에 의해 구성되어 있다. 발전기(1)는, 나셀(2)에 수납되어 있다. 또한, 로터 허브(3)는, 발전기(1)의 후술하는 샤프트(10)에 설치되어 있다. 그리고, 로터 허브(3)에는, 복수의 블레이드(4)가 설치되어 있다. 또한, 나셀(2)은, 타워(5)에 설치되어 있다.
다음으로, 도 2 ~ 도 7을 참조해서, 제 1 실시형태에 따른 발전기(1)의 구성에 대해서 설명한다. 한편, 발전기(1)는, "회전 전자 기기"의 일례이다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 발전기(1)는, 샤프트(10)와, 로터(20)와, 스테이터(30)와, 로터(20) 및 스테이터(30)를 수납하는 하우징(40)과, 열 교환기(50)를 구비하고 있다. 샤프트(10)는, 로터(20)에 접속되어 있다. 그리고, 샤프트(10)와 하우징(40)의 사이에는, 베어링(11)이 마련되어 있다. 또한, 하우징(40)은, 브라켓(41, 42)과, 쟈켓(43)을 포함한다. 그리고, 제 1 실시형태에서는, 발전기(1)는, 축 방향의 길이 L1이, 반경 방향의 길이 L2(브라켓(41, 42)의 직경)보다도 작은 편평형상을 갖는다. 또한, 발전기(1)는, 1분간의 회전수가 10 이상 400 이하인 중저속의 발전기(1)이다.
로터(20)는, 로터 코어(21)와, 로터 코어(21)의 최외주부에 설치되는 복수의 영구자석(22)을 포함하고 있다. 여기서, 제 1 실시형태에서는, 로터(20)(로터 코어(21))에는, 축 방향으로 관통하는 복수(제 1 실시형태에서는, 열 개, 도 4 참조)의 구멍부(23)가 마련되어 있다. 한편, 구멍부(23)는, "제 1 구멍부"의 일례이다.
스테이터(30)는, 로터(20)의 외주부에 대향하도록 배치되어 있다. 그리고, 스테이터(30)는, 스테이터 코어(31)와, 스테이터 코어(31)의 슬롯(도시하지 않음)에 권회되는 코일(32)을 포함한다. 스테이터(30)는, 후술하는 브라켓(41)의 내측면에 설치되어 있다.
브라켓(41)은, 축 방향에서 보아서, 원환 형상의 저부(41a)와, 저부(41a)의 외연부에 마련되는 측벽부(41b)를 포함한다. 그리고, 제 1 실시형태에서는, 측벽부(41b)의 반경 방향을 따른 방향의 면(외측면)에는, 열 교환기(50)와는 별개로, 하우징(40) 내를 냉각하기 위한 냉각수가 흐르는 유로(41c)가 둘레 형상으로 마련되어 있다. 구체적으로는, 브라켓(41)의 측벽부(41b)와, 쟈켓(43)에 갖혀진 공간에 의해, 유로(41c)가 구성되어 있다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 하우징(40)의 내부에는, 하우징(40) 내를 복수(제 1 실시형태에서는, 네 개)의 공기의 순환 영역으로 구획하기 위한 분할벽부(44)가 마련되어 있다. 구체적으로는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 분할벽부(44)는, 브라켓(41)의 저부(41a)의 내표면 상에 마련되어 있다. 그리고, 분할벽부(44)는, 하우징(40) 내의 둘레 방향으로 구획하도록, 하우징(40)의 내부(브라켓(41)의 저부(41a)의 내표면 상)에서 반경 방향으로 연장하도록 방사 형상으로 복수(제 1 실시형태에서는, 네 개) 마련되어 있다. 또한, 복수의 분할벽부(44)는, 축 방향에서 보아서, 하우징(40)의 내부(브라켓(41)의 저부(41a)의 내표면 상)에 대략 같은 각도(대략 90도) 간격으로 마련되어 있다. 즉, 복수의 분할벽부(44)는, 축 방향에서 보아서, 브라켓(41)의 중심을 통과하는 직선에 대해서 선대칭인 위치에 배치되어 있다. 한편, 분할벽부(44)는, "제 1 분할벽부"의 일례이다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 분할벽부(44)는, 하우징(40)의 내부(브라켓(41)의 저부(41a)의 내표면 상)에 복수의 열 교환기(50)와 같은 수(제 1 실시형태에서는, 네 개, 도 6 참조) 마련되어 있다. 그리고, 분할벽부(44)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 축 방향에서 보아서, 각각의 열 교환기(50)에 대응하는 복수의 순환 영역으로 하우징(40)의 내부를 구획하도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 분할벽부(44)는, 축 방향에서 보아서, 둘레 방향으로 인접하는 두 개의 열 교환기(50)의 사이에 배치되어 있다. 즉, 축 방향에서 보아서, 분할벽부(44)는, 열 교환기(50)로부터 둘레 방향으로 대략 45도 빗나간 위치에 배치되어 있다.
그리고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 분할벽부(44)는, 축 방향에 직교하는 방향에서 보아서, 브라켓(41)의 외주측을 향해서 브라켓(41)의 내표면으로부터의 높이가 서서히 작아지도록(테이퍼 형상으로) 형성되어 있다. 또한, 분할벽부(44)는, 브라켓(41)과는 별체로서 마련되어 있고, 예를 들어 수지 등으로 이루어진다.
브라켓(42)은, 축 방향에서 보아서, 원환 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 제 1 실시형태에서는, 브라켓(42)의 축 방향의 외면에는, 로터(20)의 구멍부(23)와, 로터(20) 및 스테이터(30) 사이의 갭(45)을 통해서 하우징(40) 내(하우징(40)과 열 교환기(50) 사이)를 순환하는 공기를 냉각하기 위한 복수(제 1 실시형태에서는, 네 개)의 열 교환기(50)가 마련되어 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 네 개의 열 교환기(50)는, 축 방향에서 보아서, 브라켓(42)의 외면에 대략 같은 각도(대략 90도) 간격으로 마련되어 있다. 즉, 네 개의 열 교환기(50)는, 축 방향에서 보아서, 브라켓(42)의 중심을 통과하는 직선에 대해서 선대칭인 위치에 배치되어 있다.
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 브라켓(42)에는, 하우징(40) 내의 공기를 열 교환기(50) 측으로 유출시키기 위한 구멍부(42a)와, 열 교환기(50)로부터 냉각된 공기를 하우징(40) 내에 유입시키기 위한 구멍부(42b)가 마련되어 있다. 그리고, 구멍부(42a)는, 구멍부(42b)보다도 외주측에 마련되어 있다. 또한, 브라켓(42)의 구멍부(42a) 및 구멍부(42b)와, 열 교환기(50)의 구멍부(53a, 53c)(도 7 참조)는, 각각, 접속부(60)에 의해 접속되어 있다.
여기서, 제 1 실시형태에서는, 열 교환기(50)와 분할벽부(44)(브라켓(42)의 구멍부(42a) 및 구멍부(42b)) 사이에, 열 교환기(50)와 분할벽부(44)의 사이에서 공기를 순환시키기 위한 팬(61a, 61b)이 마련되어 있다. 한편, 팬(61a, 61b)은, 로터(20)와는 독립하여 마련되어 있다. 그리고, 팬(61a)은, 구멍부(42a)를 통해서, 하우징(40) 내의 공기를 열 교환기(50) 측으로 흡인하는 기능을 갖고 있고, 축 방향에서 보아서, 갭(45)과 오버랩(도 6 참조)하도록 마련되어 있다. 또한, 팬(61b)은, 열 교환기(50) 내의 공기를 하우징(40) 측으로 방출하는 기능을 갖고 있고, 축 방향에서 보아서, 구멍부(23)와 오버랩(도 6 참조)하도록 마련되어 있다. 그리고, 하우징(40) 안은, 밀폐되어 있음과 함께, 하우징(40)의 내부와 열 교환기(50)는, 외기가 침입하지 않도록 밀폐된 상태로 접속되어 있다. 즉, 하우징(40) 안과 열 교환기(50) 사이를 순환하는 공기는, 외기와 닿지 않도록 구성되어 있다. 그리고, 열 교환기(50)에 인접하도록, 팬(61a, 61b)을 구동하기 위한 모터(62)(도 2 참조)가 마련되어 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 브라켓(42)의 내부(내표면 상)에는, 열 교환기(50)로부터 하우징(40) 내로 유입한 공기가, 로터(20) 및 스테이터(30) 사이의 갭(45) 측으로 이동하는 것을 억제하기 위한 분할벽부(46)가 마련되어 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 분할벽부(46)는, 축 방향에서 보아서, 브라켓(42)의 내부(내표면 상)에, 원환 형상으로 마련되어 있다. 그리고, 분할벽부(46)는, 브라켓(42)의 내표면 상에서부터 축 방향으로(브라켓(41) 측으로) 돌출하도록 마련되어 있다. 또한, 분할벽부(46)는, 축방향에서 보아서, 브라켓(42)의 구멍부(42a)와 구멍부(42b) 사이에 마련되어 있다. 그리고, 분할벽부(46)는, 브라켓(42)과는 별체로서 마련되어 있고, 예를 들어 수지 등으로 이루어진다. 한편, 분할벽부(46)는, "제 3 분할벽부"의 일례이다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 열 교환기(50)는, 복수(제 1 실시형태에서는, 네 개) 마련되고, 네 개의 열 교환기는, 축 방향에서 보아서, 하우징(40)(브라켓(42))의 외면에 대략 같은 각도(대략 90도) 간격으로 마련되어 있다.
그리고, 도 7에 도시하는 바와 같이, 열 교환기(50)는, 예를 들어 플레이트식의 열 교환기로 이루어진다. 열 교환기(50)는, 앞측 프레임(51a)과, 뒤측 프레임(51b)과, 앞측 프레임(51a)과 뒤측 프레임(51b) 사이에 마련되는 스테인레스 등으로 이루어지는 복수의 플레이트(52)를 포함한다. 또한, 열 교환기(50)에는, 네 개의 구멍부(53a, 53b, 53c, 53d)가 마련되어 있다. 그리고, 구멍부(53a)로부터 유입한 하우징(40) 내의 공기와, 구멍부(53b)로부터 유입한 냉매(유로(41c)를 흐르는 냉각수)가, 플레이트(52)를 통해서 열 교환함으로써, 공기가 냉각되도록 구성되어 있다. 한편, 냉각된 공기와, 열 교환기의 냉매는, 각각, 구멍부(53c) 및 구멍부(53d)로부터 방출되도록 구성되어 있다.
다음으로, 도 1 및 도 2를 참조해서, 발전기(1) 내의 공기의 순환에 대해서 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 로터(20) 및 스테이터(30) 사이의 갭(45) 근방의 고온의 공기가, 팬(61a)에 의해 흡인됨으로써, 열 교환기(50)의 구멍부(53a) 측으로 유입된다. 그리고, 열 교환기(50)의 구멍부(53b)로부터 유입된 냉매에 의해, 공기가 냉각된다. 또한, 냉각된 저온의 공기는, 팬(61b)에 의해, 구멍부(53c)로부터 하우징(40) 내측으로 방출된다. 하우징(40) 내로 방출된 저온의 공기는, 로터(20)의 구멍부(23)를 통해서, 브라켓(41)의 내표면에 도달한다. 이 때, 브라켓(42)의 구멍부(42a)와 구멍부(42b) 사이에는, 분할벽부(46)가 마련되어 있기 때문에, 하우징(40) 내로 방출된 저온의 공기가 팬(61a) 측으로 이동되어 팬(61a)에 의해 흡인되는 일은 없다.
브라켓(41)의 내표면에 도달한 저온의 공기는, 분할벽부(44)에 의해 분할된 브라켓(41)의 내표면 상을 외주측으로 이동한 후, 로터(20) 및 스테이터(30) 사이의 갭(45) 근방에 도달한다. 이로써, 비교적 고온이 된 로터(20)의 영구자석(22)이나, 스테이터(30)의 코일(32)이 냉각된다. 그 후, 영구자석(22)이나 코일(32)을 냉각해서 고온으로 된 공기는, 다시, 팬(61a)에 의해 흡인되어, 열 교환기(50)에 유입된다. 상기와 같이 공기가 순환됨으로써, 영구자석(22)이 충분히 냉각되기 때문에, 온도 특성의 열화를 억제하기 위해서 희토류인 디스프로슘(Dysprosium) 등을 영구자석(22)에 함유시킬 필요가 없어진다.
제 1 실시형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.
제 1 실시형태에서는, 상기와 같이, 로터(20)의 구멍부와, 로터(20) 및 스테이터(30) 사이의 갭(45)을 통해서 하우징(40) 안을 순환하는 공기를 냉각하기 위한 복수의 열 교환기(50)를 하우징(40)의 외면에 설치함과 함께, 하우징(40) 안을 복수의 공기의 순환 영역으로 구획하기 위한 분할벽부(44)를 하우징(40)의 내부에 마련한다. 이로써, 하우징(40) 안을 순환하는 공기가, 분할벽부(44)에 의해 구획된 순환 영역을 넘어서 이동하는(둘레 방향으로 이동하는) 것이 억제되기 때문에, 공기를 열 교환기(50) 측으로 효율 좋게 인도할 수 있다. 그 결과, 열 교환기(50)에 의해 공기가 효율 좋게 냉각되기 때문에, 발전기(1)의 내부를 충분하게 냉각할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 상기와 같이, 분할벽부(44)를, 하우징(40) 안을 둘레 방향으로 구획하도록, 하우징(40)의 내부에서 반경방향으로 연장하도록 방사형으로 복수 마련한다. 이로써, 하우징(40) 안이 둘레 방향으로 구획되기 때문에, 공기가 하우징(40) 안을 둘레 방향으로 이동하는 것을 용이하게 억제하는 것이 가능하다. 즉, 하우징(40) 내의 공기가 반경 방향의 외측으로 이동하기 쉽게 되기 때문에, 공기를 열 교환기(50) 측으로 보다 효율 좋게 인도할 수 있다. 또한, 분할벽부(44)를, 방사 형상으로 마련함으로써, 용이하게, 공기를 하우징(40)의 외주측(갭(45)측)으로 안내할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 상기와 같이, 복수의 분할벽부(44)를, 축 방향에서 보아서, 하우징(40)의 내부에 대략 같은 각도 간격으로 마련한다. 이로써, 하우징(40) 안이 둘레 방향으로 대략 동등하게 구획되기 때문에, 각각의 순환 영역이 균등하게 구획된다. 그 결과, 각각의 순환 영역이 균등하게 냉각되기 때문에, 하우징(40) 내의 온도의 불균일을 작게 할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 상기와 같이, 열 교환기(50)와 분할벽부(44) 사이에, 로터(20)와는 독립하여, 열 교환기(50)와 분할벽부(44) 사이에서 공기를 순환시키기 위한 팬(61a, 61b)을 마련한다. 이로써, 하우징(40) 내의 공기가 팬(61a, 61b)에 의해 강제적으로 순환되기 때문에, 로터(20)에 팬을 마련해서 하우징(40) 내의 공기를 순환시키는 경우와 다르게, 로터(20)의 회전 속도에 상관없이, 하우징(40) 내의 공기를 열 교환기(50) 측으로 효율 좋게 인도할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 상기와 같이, 복수의 열 교환기(50)를, 하우징(40)의 축 방향을 따른 방향의 외면에 설치하고, 분할벽부(44)를, 하우징(40)의 내부에 복수의 열 교환기(50)와 같은 수 마련함과 함께, 축 방향에서 보아서, 각각의 열 교환기(50)에 대응하는 복수의 순환 영역으로 구획하도록 배치한다. 이로써, 각 순환 영역에 대해서 열 교환기(50)를 하나씩 할당할 수 있기 때문에, 순환 영역 마다 온도가 불균일해지는 것을 억제하는 것이 가능하다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 상기와 같이, 복수의 열 교환기(50)를, 축 방향에서 보아서, 하우징(40)의 외면에 대략 같은 각도 간격으로 마련한다. 이로써, 복수의 열 교환기(50)의 배치에 치우침이 있는 경우와 다르게, 순환 영역 마다 온도가 불균일해지는 것을 용이하게 억제하는 것이 가능하다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 상기와 같이, 하우징(40)의 열 교환기(50) 측의 내부에, 열 교환기(50)로부터 하우징(40) 내로 유입한 공기가, 로터(20) 및 스테이터(30) 사이의 갭(45) 측으로 이동하는 것을 억제하기 위한 분할벽부(46)를 마련한다. 이로써, 열 교환기(50)에 의해 냉각된 공기가, 로터(20)를 통과하지 않고 갭(40) 측으로 이동해서 다시 열 교환기(50)에 유입하는 것이 억제되기 때문에, 발전기(1)의 내부를 효율 좋게 냉각할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 상기와 같이, 분할벽부(46)를, 축 방향에서 보아서, 하우징(40)의 내부에, 원환 형상으로 마련한다. 이로써, 열 교환기(50)에 의해 냉각된 공기가, 로터(20)를 통과하지 않고 전부 반경 반향의 외측 방향으로 이동되어 없어지기 때문에, 발전기(1)의 내부를 보다 효율 좋게 냉각할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 상기와 같이, 하우징(40)의 내부와 열 교환기(50)를, 외기가 침입하지 않도록 밀폐한 상태에서 접속한다. 이로써, 하우징(40)의 내부에 외기가 침입함에 기인해서, 하우징(40) 내의 부재(로터(20), 스테이터(30) 등)이 열화하는 것을 억제할 수 있다. 특히, 풍력 발전 시스템(100)을 해양에 설치하는 경우에는, 염분을 포함하는 바닷바람이 하우징(40)의 내부로 침임하여 하우징(40) 내의 부재의 부식이 진행되기 쉽기 때문에, 밀폐상태에서 하우징(40)의 내부와 열 교환기(50)를 접속하는 것이 유효하다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 상기와 같이, 복수의 열 교환기(50)를, 하우징(40)의 축 방향을 따른 방향의 외면에 설치됨과 함께, 하우징(40)의 반경 방향을 따른 방향의 면에, 열 교환기(50)와는 별개로, 하우징(40) 안을 냉각하기 위한 냉각수가 흐르는 유로(41c)를 둘레 형상으로 마련한다. 이로써, 복수의 열 교환기(50)에 더해서, 유로(41c)를 흐르는 냉각수에 의해서도 발전기(1)의 내부가 냉각되기 때문에, 발전기(1)의 내부를 보다 충분하게 냉각할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 상기와 같이, 발전기(1)를, 축 방향의 길이 L1이, 반경 방향의 길이 L2보다도 작은 편평형상을 갖도록 구성한다. 이로써, 복수의 열 교환기(50)와 하우징(40)의 열 교환기(50) 측과는 반대측(브라켓(41)) 사이의 거리가 짧게 되기 때문에, 용이하게, 복수의 열 교환기(50)와 브라켓(41) 사이에서 공기를 순환시킬 수 있다.
또한, 제 1 실시형태에서는, 상기와 같이, 발전기(1)는, 중저속의 발전기(1)이다. 이로써, 회전속도가 작은 것에 기인하여, 내부의 공기가 순환하기 어려운 중저속의 발전기(1)에서, 발전기(1)의 내부를 보다 충분하게 냉각할 수 있다.
(제 2 실시형태)
다음으로, 도 8 ~ 도 11을 참조해서, 제 2 실시형태에 의한 발전기(101)의 구성에 대해서 설명한다. 한편, 제 2 실시형태에서는, 발전기(101)는, 풍력 발전용의 발전기이다. 그리고, 발전기(101)는, "회전 전자 기기"의 일례이다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 발전기(101)는, 샤프트(110)와, 로터(120)와, 스테이터(130)와, 로터(120) 및 스테이터(130)를 수납하는 하우징(140)과, 열 교환기(150)를 구비하고 있다. 샤프트(110)는, 로터(120)에 접속되어 있다. 그리고, 샤프트(110)와 하우징(140)의 사이에는, 베어링(111)이 마련되어 있다. 또한, 하우징(140)은, 브라켓(141, 142)과, 쟈켓(143)을 포함한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 스테이터(130)는, 로터(120)의 외주부에 대향하도록 배치되어 있다. 그리고, 도 8, 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 스테이터(130)는, 스테이터 코어(131)와, 스테이터 코어(131)의 슬롯(132)(도 9 및 도 10 참조)에 권회되는 코일(133)(도 8 참조)을 포함한다.
여기서, 제 2 실시형태에서는, 도 8 ~ 도 10에 도시하는 바와 같이, 스테이터(130)는, 스테이터(130)의 외주측에 축 방향을 따라서 관통하도록 마련되어 공기가 통과하는 제 1 공기통로부(134)를 포함하도록 구성되어 있다. 그리고, 공기는, 로터(120)의 제 1 구멍부(123)와, 스테이터(130)의 제 1 공기통로부(134)를 통해서 하우징(140) 내를 순환하도록 구성되어 있다. 또한, 스테이터(130)는, 스테이터(130)의 반경 방향을 따라서 관통하도록 마련되어 제 1 공기통로부(134)에 접속되는 제 2 공기통로부(135)를 포함한다. 한편, 제 1 공기통로부(134) 및 제 2 공기통로부(135)는, 각각, "제 1 기체통로부" 및 "제 2 기체통로부"의 일례이다.
구체적으로는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 스테이터(130)는, 원환 형상의 세 개의 스테이터 부분(130a, 130b, 130c)으로 구성되어 있다. 세 개의 스테이터 부분(130a, 130b, 130c)은, 축 방향을 따라서 서로 소정의 간격을 사이에 두고 인접하도록 배치되어 있다(하우징(140)에 설치되어 있다). 그리고, 세 개의 스테이터 부분(130a, 130b, 130c)의 각각의 외주측에, 절결 형상의 제 1 공기통로부(134)가 마련되어 있다. 그리고, 제 1 공기통로부(134)와 하우징(140)에 갖힌 공간을 공기가 이동하도록 구성되어 있다. 또한, 스테이터 부분(130a)과 스테이터 부분(130b) 사이의 부분(공간)에 의해, 제 2 공기통로부(135)가 구성되어 있다. 마찬가지로, 스테이터 부분(130b)과 스테이터 부분(130c) 사이의 부분(공간)에 의해, 제 2 공기통로부(135)가 구성되어 있다.
그리고, 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 제 1 공기통로부(134)는, 축 방향에서 보아서, 스테이터(130)(스테이터 부분(130a, 130b, 130c))의 외주측에 복수(제 2 실시형태에서는 여섯 개) 마련되어 있다. 그리고, 복수의 제 1 공기통로부(134)는, 축 방향에서 보아서, 대략 같은 각도 간격(대략 60도 간격)으로 스테이터(130)에 배치되어 있다. 또한, 제 1 공기통로부(134)는, 축 방향에서 보아서, 원호 형상으로 형성되어 있고, 한 개의 제 1 공기통로부(134)는, 대략 20도의 중심각 θ1을 갖는다. 그리고, 인접하는 두 개의 제 1 공기통로부(134) 사이의 스테이터(130)의 부분(부채 형상의 부분)은, 대략 40도의 중심각 θ2를 갖는다. 또한, 세 개의 스테이터 부분(130a, 130b, 130c)에는, 각각, 슬롯(132)이 마련되어 있고, 세 개의 스테이터 부분(130a, 130b, 130c)에 걸치도록, 코일(133)이 권회되어 있다
도 8 및 도 11에 도시하는 바와 같이, 로터(120)는, 로터 코어(121)와, 로터 코어(121)의 최외주부에 설치되는 복수의 영구자석(122)을 포함하고 있다. 여기서, 로터(120)(로터 코어(121))에는, 상기 제 1 실시형태(도 4 참조)와 마찬가지로, 축 방향으로 관통하는 복수의 제 1 구멍부(123)가 마련되어 있다. 한편, 도 11에서는, 로터(120)의 휠 부분(제 1 구멍부(123)가 마련되는 부분)은, 점선으로 도시되어 있다.
여기서, 제 2 실시형태에서는, 도 8 ~ 도 10에 도시하는 바와 같이, 로터(120)는, 로터(120)의 반경 방향을 따라서 관통하도록, 그리고 스테이터(130)의 제 2 공기통로부(135)에 대응하는 위치에 복수의 제 2 구멍부(124)가 마련되어 있다. 구체적으로는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제 2 구멍부(124)의 높이 위치가, 스테이터(130)의 제 2 공기통로부(135)의 높이 위치와 대략 같아지도록, 제 2 구멍부(124)가 마련되어 있다. 그리고, 제 2 구멍부(124)의 축 방향의 폭 W1은, 스테이터(130)의 제 2 공기통로부(135)의 축 방향의 폭 W2와 대략 같다. 또한, 도 11에 도시하는 바와 같이, 제 2 구멍부(124)는, 축 방향을 따라서 복수(제 2 실시형태에서는 두 개) 마련되어 있음과 함께, 둘레 방향을 따라서 복수(제 2 실시형태에서는 열 네 개) 마련되어 있다.
그리고, 도 11에 도시하는 바와 같이, 복수의 영구자석(122)은, 제 2 구멍부(124)를 덮지 않도록, 축 방향에 복수(제 2 실시형태에서는 세 개), 서로간에 간격을 둔 상태로 배치되어 있다. 즉, 반경 방향(로터(120)의 외주측)에서 보아서, 영구자석(122), 제 2 구멍부(124), 영구자석(122), 제 2 구멍부(124), 영구자석(122)이 이 순으로 축 방향을 따라서 배치되어 있다. 또한, 영구자석(122)은, 둘레 방향으로 배치되는 복수(제 2 실시형태에서는 열 네 개)의 제 2 구멍부(124)와 마찬가지로, 둘레 방향으로 복수(제 2 실시형태에서는 열 네 개) 배치되어 있다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 브라켓(141)은, 축 방향에서 보아서, 원환 형상의 저부(141a)와, 저부(141a)의 외연부에 마련되는 측벽부(141b)를 포함한다. 그리고, 제 2 실시형태에서는, 하우징(140)에는, 스테이터(130)의 제 1 공기통로부(134)에 대향하는 부분에는, 하우징(140) 안을 냉각하기 위한 냉각수가 흐르는 유로(141c)가 마련되어 있다. 구체적으로는, 유로(141c)는, 측벽부(141b)의 외측면에, 둘레 형상으로 마련되어 있다. 한편, 브라켓(141)의 측벽부(141b)와, 쟈켓(143)에 갖힌 공간에 의해, 유로(141c)가 구성되어 있다.
그리고, 하우징(140)의 내부에는, 하우징(140) 내를 복수(제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로 네 개, 도 4 참조)의 공기의 순환 영역으로 구획하기 위한 분할벽부(144)가 마련되어 있다. 또한, 분할벽부(144)는, 하우징(140) 내를 둘레 방향으로 구획하도록, 하우징(140)의 내부에 반경 방향으로 연장하도록 방사 형상으로 복수 마련되어 있다. 그리고, 분할벽부(144)는, 브라켓(141)의 저부(141a)의 내표면 상에 마련되어 있고, 저부(141a)의 기계적 강도를 높이기 위한 리브로서의 기능을 갖는다. 한편, 분할벽부(144)는, "제 1 분할벽부"의 일례이다.
브라켓(142)은, 축 방향에서 보아서, 원환 형상으로 구성되어 있다. 브라켓(142)의 축 방향의 외면에는, 하우징(140) 내를 순환하는 공기를 냉각하기 위한 복수(제 2 실시형태에서는, 네 개)의 열 교환기(150)가 마련되어 있다. 한편, 열 교환기(150)는, 예를 들어 하우징(140)의 유로(141c)를 흐르는 냉각액이 유입되도록 구성되어 있고, 냉각액과 하우징(140) 내의 공기를 열 교환시킴으로써, 하우징(140) 내의 공기를 냉각하도록 구성되어 있다.
그리고, 브라켓(142)에는, 하우징(140) 내의 공기를 열 교환기(150) 측으로 유출시키기 위한 구멍부(142a)와, 열 교환기(150)로부터 냉각된 공기를 하우징(140) 내로 유입시키기 위한 구멍부(142b)가 마련되어 있다.
또한, 열 교환기(150)와, 브라켓(142)의 구멍부(142a) 사이에는, 열 교환기(150)와 하우징(140) 사이에서 공기를 순환시키 위한 한 개의 팬(151)이 마련되어 있다. 팬(151)은, 예를 들어 원심팬으로 구성되어 있다. 그리고, 하우징(140) 안은, 밀폐되어 있음과 함께, 하우징(140)의 내부와 열 교환기(150)는, 외기가 침입하지 않도록 밀폐된 상태로 접속되어 있다. 한편, 하우징(140) 자체도 밀폐되어 있다. 또한, 열 교환기(150)에 인접하도록, 팬(151)을 구동하기 위한 모터(152)가 마련되어 있다.
또한, 브라켓(142)의 내부(내표면 상)에는, 열 교환기(150)로부터 하우징(140) 내에 유입한 공기가, 스테이터(130)의 제 1 공기통로부(134) 측으로 이동하는 것을 억제하기(가이드하는) 위한 분할벽부(145)가 마련되어 있다. 분할벽부(145)는, 제 1 실시형태의 분할벽부(46)(도 5 참조)와 마찬가지로, 축 방향에서 보아서, 브라켓(142)의 내부(내표면 상)에, 원환 형상으로 마련되어 있다. 한편, 분할벽부(145)는, "제 2 분할벽부"의 일례이다.
한편, 제 2 실시형태의 그 외의 구성은, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
다음으로, 도 8을 참조로 하여, 발전기(101) 내의 공기의 순환에 대해서 설명한다.
먼저, 도 8에 도시하는 바와 같이, 코일(133)의 근방의 고온의 공기가, 팬(151)에 의해 흡인되어, 열 교환기(150)로 유입됨으로써, 공기가 냉각된다. 그리고, 냉각된 저온의 공기는, 하우징(140) 내로 방출된다. 하우징(140) 내로 방출된 저온의 공기는, 로터(120)의 제 1 구멍부(123) 및 제 2 구멍부(124)와, 스테이터(130)의 제 2 공기통로부(135)를 통해서(또는, 제 1 구멍부(123)만을 통해서), 스테이터(130)의 제 1 공기통로부(134)에 유입된다. 한편, 발전기(101)는, 풍력 발전용의 발전기이기 때문에, 비교적 저속으로 회전한다. 이로써, 로터(120)가 회전하고 있는 경우에도, 로터(120)의 제 1 구멍부(123) 및 제 2 구멍부(124)로부터, 스테이터(130)의 제 1 공기통로부(134)로 공기가 이동가능하다. 그리고, 제 1 공기통로부(134)를 이동하는 공기는, 하우징(140)의 유로(141c)를 흐르는 냉각액에 의해 냉각되면서, 축 방향(위 쪽, 열 교환기(150)측)으로 이동된다. 그 후, 다시 팬(151)에 의해 흡인되어, 열 교환기(150)에 유입된다.
제 2 실시형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.
제 2 실시형태에서는, 상기와 같이, 스테이터(130)는, 스테이터(130)의 외주측으로 축 방향을 따라서 관통하도록 마련되어 공기가 관통하는 제 1 공기통로부(134)를 포함하고, 공기가, 로터(120)의 제 1 구멍부(123)와, 스테이터(130)의 제 1 공기통로부(134)를 통해서 하우징(140) 내를 순환하도록 구성된다. 이로써, 스테이터(130)의 제 1 공기통로부(134)가 마련되지 않는 경우와 다르게, 용이하게, 공기를 하우징(140) 내에서 순환시킬 수 있기 때문에, 발전기(101)의 내부를 보다 효율적으로 냉각할 수 있다.
또한, 제 2 실시형태에서는, 상기와 같이, 스테이터(130)의 제 1 공기통로부(134)에 대향하는 부분에, 하우징(140) 내를 냉각하기 위한 냉각수가 흐르는 유로(141c)를 마련한다. 이로써, 스테이터(130)의 제 1 공기통로부(134)를 이동하는 공기를 냉각액에 의해 냉각할 수 있기 때문에, 발전기(101)의 내부를 보다 효율적으로 냉각할 수 있다.
또한, 제 2 실시형태에서는, 상기와 같이, 스테이터(130)의 반경 방향을 따라서 관통하도록 제 1 공기통로부(134)에 접속되는 제 2 공기통로부(135)를 스테이터(130)에 마련한다. 이로써, 제 2 공기통로부(135)가 마련되는 만큼, 공기가 이동하는 통로를 늘릴 수 있기 때문에, 발전기(101)의 내부를 더 효율적으로 냉각할 수 있다.
또한, 제 2 실시형태에서는, 상기와 같이, 로터(120)에, 로터(120)의 반경 방향을 따라서 관통하도록, 그리고 스테이터(130)의 제 2 공기통로부(135)에 대응하는 위치에 제 2 구멍부(124)를 마련한다. 이로써, 제 2 구멍부(124)를 통해서, 로터(120) 측으로부터 스테이터(130) 측으로 부드럽게 공기를 이동시킬 수 있다.
또한, 제 2 실시형태에서는, 상기와 같이, 하우징(140)의 열 교환기(150) 측의 내부에, 열 교환기로부터 하우징(140) 내로 유입한 공기가, 스테이터(130)의 제 1 공기통로부(134) 측으로 이동하는 것을 억제하기 위한 분할벽부(145)를 마련한다. 이로써, 열 교환기(150)에 의해 냉각된 공기가, 로터(120)를 통하지 않고(하우징(140) 내를 냉각하지 않고) 다시 열 교환기(150)로 유입하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제 2 실시형태에서는, 상기와 같이, 하우징(140)의 내부와 열 교환기(150)가 밀폐된 상태로 접속되어 있는 발전기(101)는, 풍력 발전용의 발전기이다. 여기서, 풍력 발전용의 발전기(101)가 해양 상에 설치된 경우에는, 염분을 포함하는 해양 상의 공기에 의해 발전기(101)의 내부의 부품 등이 부식된다. 이 경우에, 발전기(101)를, 하우징(140)의 내부와 열 교환기(150)가 밀폐된 상태로 접속하도록 구성함으로써, 염분을 포함하는 해양 상의 공기에 의해 발전기(101)의 내부의 부품 등이 부식되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 제 2 실시형태의 그 외의 효과는, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
한편, 이번에 개시된 실시형태는, 모든 점에서 예시로서, 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기 실시형태의 설명이 아닌 특허청구의 범위에 의해 나타나고, 또한 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.
예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 발전기에 본 발명을 적용하는 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 발전기 이외의 회전 전자 기기(모터 등)에 본 발명을 적용해도 좋다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 발전기가 풍력 발전에 이용되는 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 발전기를 풍력 발전 이외의 발전에 이용해도 좋다.
또한, 상기 제 1, 2 실시형태에서는, 분할벽부(44, 144)를 브라켓(41, 141)의 내표면 상에 마련하는 예에 대해서 나타내었으나, 하우징(40, 140) 내를 복수의 공기의 순환 영역으로 구획할 수 있다면, 분할벽부(44, 144)를 브라켓(41, 144)의 내표면 상 이외의 영역에 마련해도 좋다. 예를 들어, 분할벽부(44, 144)를 브라켓(41, 141)의 내표면 상으로부터 축 방향으로 떨어진 위치에 배치해도 좋다.
또한, 상기 제 1, 2 실시형태에서는, 복수의 분할벽부(44, 144)를, 축 방향에서 보아서, 하우징(40, 140)의 내부에 대략 같은 각도 간격으로 마련하는 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 복수의 분할벽부(44, 144)를, 축 방향에서 보아서, 대략 같은 각도 간격이 아니고 치우쳐 배치해도 좋다.
또한, 상기 제 1, 2 실시형태에서는, 분할벽부(44, 144)를 복수(네 개) 마련하는 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 네 개 이외의 수의 분할벽부(44, 144)를 마련해도 좋다.
또한, 상기 제 1 실시형태에서는, 열 교환기(50)와 분할벽부(44) 사이에, 열 교환기(50)와 분할벽부(44)의 사이에서 공기를 순환시키기 위한 두 개의 팬(61a, 61b)를 마련하는 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 팬을 하나만 마련해도 좋다. 그리고, 상기 제 1 실시형태에서는, 팬(61a, 61b)를 브라켓(42)의 외면측에 마련하는 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 팬(61a, 61b)를 하우징(40) 내에 마련해도 좋다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는, 열 교환기(150)에 하나의 팬(151)을 마련하는 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 팬을 복수 마련해도 좋다.
또한, 상기 제 1, 2 실시형태에서는, 분할벽부(44, 144)의 수(네 개)와, 열 교환기(50, 150)의 수(네 개)가 같은 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 분할벽부(44, 144)의 수와, 열 교환기(50, 150)의 수를 달리해도 좋다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 복수의 열 교환기를, 축 방향에서 보아서, 하우징의 외면에 대략 같은 각도 간격으로 마련하는 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 복수의 열 교환기를, 축 방향에서 보아서, 대략 같은 각도 간격이 아니고 치우쳐 배치해도 좋다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 열 교환기가, 축 방향을 따른 방향의 하우징(브라켓)의 외면에 마련되는 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 열 교환기를 반경 방향을 따른 방향의 하우징(쟈켓)의 외면에 마련해도 좋다.
또한, 상기 제 1 실시형태에서는, 분할벽부(46)를 브라켓(42)의 내표면 상에 마련하는 예에 대해서 나타내었으나, 열 교환기(50)로부터 하우징(40) 내에 유입된 공기가, 로터(20) 및 스테이터(30) 사이의 갭(45) 측으로 이동하는 것을 억제할 수 있다면, 분할벽부(46)를 브라켓(42)의 내표면 상 이외의 영역에 마련해도 좋다. 예를 들어, 분할벽부(46)를 브라켓(42)의 내표면 상으로부터 축 방향으로 떨어진 위치에 배치해도 좋다.
또한, 상기 제 1, 2 실시형태에서는, 분할벽부(46, 145)를, 축 방향에서 보아서, 하우징(40, 140)의 내부에, 원환 형상으로 마련하는 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 분할벽부(46, 145)를, 축 방향에서 보아서, 하우징(40, 140)의 내부에 원환 형상 이외의 형상(직각 형상 등)으로 마련해도 좋다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 발전기가, 축 방향의 길이 L1이 반경 방향의 길이 L2보다도 작은(L1<L2) 편평형상을 갖는 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 발전기가, 축 방향의 길이 L1이 반경 방향의 길이 L2보다도 큰(L1>L2) 형상을 가져도 좋다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 발전기가, 중저속의 발전기인 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 발전기가, 고속의 발전기라도 좋다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 열 교환기가, 플레이트식의 열 교환기인 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 열 교환기를, 플레이트식 이외의, 튜브식의 열 교환기나, 방열핀 등으로 구성해도 좋다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 하우징 내를 공기가 순환하는 예에 대해서 나타내었으나, 예를 들어, 하우징 내를 공기 이외의 기체가 순환하도록 구성해도 좋다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는, 스테이터가 세 개의 스테이터 부분으로 구성되는 예를 나타내었으나, 예를 들어, 스테이터가 세 개 이외의 수의 스테이터 부분으로 구성되어도 좋다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는, 스테이터가 세 개의 스테이터 부분으로 구성되어, 서로 인접하는 스테이터 부분 사이에 제 2 공기통로부가 마련되는 예를 나타내었으나, 예를 들어, 스테이터를 하나의 스테이터 부분으로 구성하고, 관통공으로 이루어지는 제 2 공기통로부를 마련해도 좋다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는, 스테이터에 절결 형상의 제 1 공기통로부가 마련되는 예를 나타내었으나, 예를 들어, 스테이터에 관통공으로 이루어지는 제 1 공기통로부를 마련해도 좋다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는, 축 방향에서 보아서, 스테이터에 여섯 개(대략 60도 간격)의 제 1 공기통로부가 마련되는 예를 나타내었으나, 예를 들어, 스테이터에 여섯 개 이외의 수의 제 1 공기통로부를 마련해도 좋다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는, 축 방향에서 보아서, 제 1 공기통로부의 중심각이 대략 20도인 예를 나타내었으나, 제 1 공기통로부의 중심각은, 대략 20도 이외의 중심각을 가져도 좋다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는, 로터에 축 방향을 따라서 두 개의 제 2 구멍부가 마련되는 예를 나타내었으나, 예를 들어, 로터에 축 방향을 따라서 한 개 또는 세 개 이상의 제 2 구멍부를 마련해도 좋다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는, 로터에 둘레 방향을 따라서 열 네 개의 제 2 구멍부가 마련되는 예를 나타내었으나, 예를 들어, 로터에 둘레 방향을 따라서 열 네 개 이외의 수의 제 2 구멍부를 마련해도 좋다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는, 스테이터에 제 1 공기통로부 및 제 2 공기통로부가 마련되어, 로터에 제 1 구멍부 및 제 2 구멍부가 마련되는 예를 나타내었으나, 예를 들어, 스테이터에 제 1 공기통로부 만을 마련하고, 로터에 제 1 구멍부만을 마련해도 좋다.
1: 발전기(회전 전자 기기)
20: 로터
23: 구멍부(제 1 구멍부)
30: 스테이터
40: 하우징
41c: 유로
44: 분할벽부(제 1 분할벽부)
45: 갭
46: 분할벽부(제 3 분할벽부)
50: 열 교환기
61a, 61b: 팬
101: 발전기(회전 전자 기기)
120: 로터
123: 제 1 구멍부
124: 제 2 구멍부
130: 스테이터
134: 제 1 공기통로부(제 1 기체통로부)
135: 제 2 공기통로부(제 2 기체통로부)
140: 하우징
141c: 유로
144: 분할벽부(제 1 분할벽부)
145: 분할벽부(제 2 분할벽부)
150: 열 교환기
151: 팬

Claims (19)

  1. 축 방향으로 관통하는 제 1 구멍부를 갖는 로터와,
    상기 로터의 외주부에 대향하도록 배치되는 스테이터와,
    상기 로터 및 상기 스테이터를 내부에 수납하는 하우징과,
    상기 하우징의 외면에 설치되어, 상기 하우징 내를 순환하는 기체를 냉각하기 위한 복수의 열 교환기와,
    상기 하우징의 내부에 마련되어, 상기 하우징 내를 구획하여, 상기 기체의 순환 영역을 규정하기 위한 제 1 분할벽부를 구비하는
    회전 전자 기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분할벽부는, 상기 하우징 내를 둘레 방향으로 구획하도록, 상기 하우징의 내부에서 반경 방향으로 연장하도록 방사 형상으로 복수 마련되어 있는
    회전 전자 기기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 분할벽부는, 축 방향에서 보아서, 상기 하우징의 내부에 대략 같은 각도 간격으로 마련되어 있는
    회전 전자 기기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 교환기와 상기 제 1 분할벽부 사이에, 상기 로터와는 독립하여 마련되고, 상기 열 교환기와 상기 제 1 분할벽부 사이에서 상기 기체를 순환시키기 위한 팬을 더 구비하는
    회전 전자 기기.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 열 교환기는, 상기 하우징의 축 방향을 따른 방향의 외면에 설치되고,
    상기 제 1 분할벽부는, 상기 하우징의 내부에 상기 복수의 열 교환기와 같은 수 마련됨과 함께, 축 방향에서 보아서, 각각의 상기 열 교환기에 대응하는 복수의 기체의 순환 영역으로 구획하도록 배치되어 있는
    회전 전자 기기.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 열 교환기는, 축 방향에서 보아서, 상기 하우징의 외면에 대략 같은 각도 간격으로 마련되어 있는
    회전 전자 기기.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이터는, 상기 스테이터의 외주측에서 축방향을 따라서 관통하도록 마련되어 상기 기체가 통과하는 제 1 기체통로부를 포함하고,
    상기 기체는, 상기 로터의 제 1 구멍부와, 상기 스테이터의 제 1 기체통로부를 통해서 상기 하우징 내를 순환하도록 구성되어 있는
    회전 전자 기기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하우징은, 적어도 상기 스테이터의 제 1 기체통로부에 대향하는 부분에 마련되어 상기 하우징 내를 냉각하기 위한 냉각수가 흐르는 유로를 포함하는
    회전 전자 기기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 스테이터는, 상기 스테이터의 반경 방향을 따라서 관통하도록 마련되어 상기 제 1 기체통로부에 접속되는 제 2 기체통로부를 더 포함하는
    회전 전자 기기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 로터는, 상기 로터의 반경 방향을 따라서 관통하도록, 그리고 상기 스테이터의 제 2 기체통로부에 대응하는 위치에 마련되는 제 2 구멍부를 포함하는
    회전 전자 기기.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 열 교환기 측의 내부에는, 상기 열 교환기로부터 상기 하우징 내로 유입한 기체가, 상기 스테이터의 제 1 기체통로부로 이동하는 것을 억제하기 위한 제 2 분할벽부가 마련되어 있는
    회전 전자 기기.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체는, 상기 로터의 제 1 구멍부와, 상기 로터 및 상기 스테이터 사이의 갭을 통해서 상기 하우징 내를 순환하도록 구성되어 있고,
    상기 하우징의 상기 열 교환기 측의 내부에는, 상기 열 교환기로부터 상기 하우징 내로 유입한 기체가, 상기 로터 및 상기 스테이터 사이의 갭 측으로 이동하는 것을 억제하기 위한 제 3 분할벽부가 마련되어 있는
    회전 전자 기기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 분할벽부는, 축 방향에서 보아서, 상기 하우징의 내부에, 원환 형상으로 마련되어 있는
    회전 전자 기기.
  14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부와 상기 열 교환기는, 외기가 침입하지 않도록 밀폐된 상태로 접속되어 있는
    회전 전자 기기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부와 상기 열 교환기가 밀폐된 상태에서 접속되어 있는 상기 회전 전자 기기는, 풍력 발전용의 발전기를 포함하는
    회전 전자 기기.
  16. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 열 교환기는, 상기 하우징의 축 방향을 따른 방향의 외면에 설치되고,
    상기 하우징의 반경 방향을 따른 방향의 면에는, 상기 열 교환기와는 별개로, 상기 하우징 내를 냉각하기 위한 냉각수가 흐르는 유로가 둘레 형상으로 마련되어 있는
    회전 전자 기기.
  17. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    축 방향의 길이가, 반경 반향의 길이보다도 작은 편평형상을 갖는
    회전 전자 기기.
  18. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중저속의 회전 전자 기기에 적용되는
    회전 전자 기기.
  19. 로터 및 스테이터를 내부에 수납하는 회전 전자 기기의 하우징으로서,
    상기 하우징의 외면에 설치되어, 상기 하우징 내를 순환하는 기체를 냉각하기 위한 복수의 열 교환기와,
    상기 하우징의 내부에 마련되어, 상기 하우징 내를 구획하여, 상기 기체의 순환 영역을 규정하기 위한 분할벽부를 구비하는 회전 전자 기기의 하우징.
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