WO2023275962A1 - 回転電機 - Google Patents

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WO2023275962A1
WO2023275962A1 PCT/JP2021/024455 JP2021024455W WO2023275962A1 WO 2023275962 A1 WO2023275962 A1 WO 2023275962A1 JP 2021024455 W JP2021024455 W JP 2021024455W WO 2023275962 A1 WO2023275962 A1 WO 2023275962A1
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WO
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wall
hole
stator
cooling
flow path
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/024455
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English (en)
French (fr)
Inventor
仁 荒川
直樹 岩本
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • This application relates to rotating electric machines.
  • a rotating electric machine is connected to a rotating shaft provided at the center of rotation, and a mechanical transmission that slows down the rotation of the rotating electric machine has been used for applications that require low-speed drive.
  • a mechanical transmission is used, mechanical wear and the like occur in the transmission, so periodic maintenance is required.
  • a rotary electric machine capable of changing the rotation speed of a rotor in a non-contact manner without using a mechanical transmission is disclosed as a magnetic wave gear device or a magnetic geared generator.
  • a magnetic wave gear device comprises a stator having permanent magnets, a first rotor rotating at a low speed and having magnetic pole pieces, and a first rotor having magnetic pole pieces, which rotates at a high speed according to a gear ratio, from the outer peripheral side around a rotating shaft, A second rotor having permanent magnets is provided.
  • the stator has stator coils capable of outputting generated power or controlling generated torque.
  • the allowable temperature of the rotating electrical machine is determined for each part of the rotating electrical machine.
  • the stator coil depends on the heat resistance temperature of the insulation coating
  • the permanent magnets of the stator and the second rotor depend on the demagnetizing temperature of the magnets
  • the first rotor is interposed around the magnetic pole piece.
  • the heat resistance temperature of the insulating material determines the appropriate allowable temperature for each part.
  • a cooling air flow A that blows into the ventilation path on the outer peripheral surface side of the casing and a cooling air flow B that blows into the ventilation path inside the machine are directed in opposite directions by using the outer skin cooling method.
  • a technique for countercurrently blowing air is disclosed (see, for example, Patent Document 1).
  • an object of the present application is to obtain a rotating electrical machine with increased output by suppressing the expansion of variations in temperature distribution and temperature rise occurring in the first rotor and the second rotor.
  • a rotary electric machine disclosed in the present application includes a rotating shaft, a stator core having a plurality of stator slots that open radially inward in a circumferential direction, and a fixing member disposed on the bottom side of each of the plurality of stator slots.
  • a child coil a stator magnet arranged on the opening side of each of the plurality of stator slots so as to have the same magnetic pole direction in the radial direction, and provided between the stator coil and the stator magnet,
  • a stator having a stator magnet cooling channel extending axially therethrough, a cylindrical first body portion, and a plurality of magnetic pole pieces provided on the first body portion at intervals in the circumferential direction.
  • a first rotor that is provided coaxially with the stator so as to face the stator magnet and rotates integrally with the rotating shaft; a cylindrical second main body; and an outer peripheral portion of the second main body and a plurality of permanent magnets arranged at intervals in the circumferential direction, and provided coaxially with the first rotor facing the radially inner wall surface of the first main body a rotor, a peripheral wall surrounding the stator from the outside in the radial direction, a first inner wall connected to the peripheral wall and covering one axial side of the stator, the first rotor, and the second rotor, the a second inner wall connected to the peripheral wall and covering the other axial side of the stator, the first rotor, and the second rotor; a second inner wall connected to the peripheral wall and spaced apart in the axial direction of the first inner wall a housing having a first outer wall covering one side and a second outer wall connected to the peripheral wall and covering the other side of the second inner wall in the axial direction with
  • the second end plate has a second through hole axially penetrating in a radially outer portion thereof, and between the first main body portion and the second rotor, A first cooling channel communicating with the first through hole and the second through hole is formed, a second cooling channel is formed between the first body portion and the stator, and the first inner wall is a first inner wall inner through-hole that communicates with the first cooling channel and penetrates in the axial direction, and a first inner wall inner through-hole that communicates with the second cooling channel and the stator magnet cooling channel, a first inner wall outer through-hole axially penetrating at a radial position radially outer than the second inner wall inner side axially penetrating through the a through hole, and
  • a stator provided between a stator coil and a stator magnet and having a stator magnet cooling passage penetrating in the axial direction, a first rotor, a second rotor, wherein the first through hole of the first end plate of the first rotor is located between the cylindrical first main body portion of the first rotor and the second rotor; and a first cooling channel communicating with a second through hole of a second end plate of the first rotor is formed, and a second cooling channel is formed between the first main body and the stator, In the first cooling passage, the second cooling passage, and the stator magnet cooling passage, the direction of flow of the cooling gas in the axial direction differs at the same position in the axial direction.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross section of a rotating electric machine according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of a rotating electric machine according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing another cross section of the rotating electric machine according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a low-speed rotor of the rotary electric machine according to Embodiment 1;
  • FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing another low-speed rotor of the rotary electric machine according to Embodiment 1;
  • 1 is a schematic diagram showing a main part of a housing of a rotating electric machine according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a main part of another casing of the rotary electric machine according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a cross section of another rotating electric machine according to the first embodiment;
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a cross section of a rotating electrical machine according to Embodiment 2;
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a cross section of another rotating electric machine according to Embodiment 2;
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a cross section of a rotating electric machine according to Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a cross section of another rotating electric machine according to Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a cross section of another rotating electric machine according to Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a cross section of another rotating electric machine according to Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a cross section of a rotating electric machine according to Embodiment 4;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a cross section of another rotating electric machine according to Embodiment 4;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a cross section of a rotating electric machine according to Embodiment 5;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a main part of a rotating electric machine according to Embodiment 5;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a low-speed rotor of a rotary electric machine according to Embodiment 5;
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing another low-speed rotor of the rotary electric machine according to Embodiment 5;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a main part of a casing of a rotating electric machine according to Embodiment 5;
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a main part of another casing of the rotary electric machine according to Embodiment 5;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a cross section of another rotating electric machine according to Embodiment 5;
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross section of rotating electric machine 100 according to Embodiment 1, and is a diagram showing a cross section perpendicular to rotating shaft 40.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a main part of rotating electric machine 100.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing another cross section of the rotating electric machine 100, cut along the AA cross section of FIG. 1, and
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the rotor 20 portion, showing the first end plate 22a side
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing another low-speed rotor 20 portion of the rotary electric machine 100, showing the first end plate 22a side.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross section of rotating electric machine 100 according to Embodiment 1, and is a diagram showing a cross section perpendicular to rotating shaft 40.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a main part of rotating electric machine 100.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing another cross section of the rotating electric machine 100, cut along the AA
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a main part of the casing 45 of the rotating electrical machine 100, showing the first inner wall 45b
  • FIG. FIG. 8 is a diagram showing the first inner wall 45b
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a cross section of another rotating electric machine 100 according to Embodiment 1, cut at the same position as in FIG.
  • the rotating electric machine 100 in the present application is a rotating electric machine known as a magnetic geared generator, which includes a stator 10, a low speed rotor 20 as a first rotor, and a high speed rotor 30 as a second rotor. is.
  • the rotating electric machine 100 includes a rotating shaft 40 that is the center of rotation of the rotating electric machine 100 , an annular stator 10 that surrounds the rotating shaft 40 , and a stator 10 that is coaxial with the stator 10 inside the stator 10 . and a high-speed rotor 30 provided coaxially with the low-speed rotor 20 facing the inner side of the low-speed rotor 20 .
  • the stator 10 includes a stator core 13, stator coils 11, and stator magnets 12, as shown in FIG.
  • the annular stator core 13 includes a plurality of stator slots 13a and stator teeth 13b that are open radially inward with respect to the rotating shaft 40 and are alternately spaced in the circumferential direction.
  • a plurality of stator slots 13 a each comprise a stator coil 11 and a stator magnet 12 .
  • the stator coil 11 is arranged on the bottom side of the stator slot 13a.
  • the stator magnets 12 are arranged on the open side of the stator slots 13a.
  • the stator magnets 12 are magnetized to have the same magnetic pole direction in the radial direction.
  • the stator magnet 12 is, for example, a neodymium sintered magnet, but is not limited to this. If the inner diameter side of the stator magnet 12 is the N pole, the inner diameter side of the adjacent stator teeth 13b is the S pole, forming the same number of pole pairs Ns as the number of the stator slots 13a.
  • a stator magnet cooling channel 15 which is a first stator cooling portion, is provided between the stator coil 11 and the stator magnet 12 .
  • the stator magnet cooling flow path 15 is provided to penetrate in the axial direction.
  • the stator coil 11 and the stator magnet 12 face each other with the stator magnet cooling flow path 15 interposed therebetween.
  • the stator coils 11 and the stator magnets 12 are fixed, for example, by bonding them to the wall surfaces of the stator slots 13a, but the fixing method is not limited to this.
  • the cooling gas passages of the stator 10 and the like will be described later.
  • the low-speed rotor 20 is provided on the inner peripheral side of the stator 10 so as to face the stator magnets 12 coaxially with the stator 10 with a narrow first gap 61 interposed therebetween.
  • the low-speed rotor 20 rotates integrally with the rotating shaft 40 .
  • the low-speed rotor 20 has a cylindrical first body portion 26 and a plurality of magnetic pole pieces 21 circumferentially spaced apart on the first body portion, and is rotated at a low speed by external power. .
  • the pole pieces 21 are evenly spaced. Let NL be the number of the pole pieces 21 .
  • the pole piece 21 is secured to the first body portion 26 via an insulating material 25 .
  • the pole piece 21 and the first body portion 26 are insulated.
  • the high-speed rotor 30 is provided coaxially with the low-speed rotor 20 with a narrow second gap 62 interposed therebetween, facing the radially inner wall surface of the first body portion 26 .
  • the high-speed rotor 30 has a cylindrical second body portion 35 and high-speed rotor magnets 31, which are a plurality of permanent magnets arranged at intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the second body portion 35. , Nh are formed.
  • the high-speed rotor magnets 31 are arranged at regular intervals.
  • Each size of the first gap 61 and the second gap 62 is, for example, several millimeters.
  • the rotary electric machine 100 includes a fan 43, a heat exchanger 44, and a housing 45 that houses the stator 10, the low speed rotor 20, and the high speed rotor 30, as shown in FIG.
  • the fan 43 is arranged inside the housing 45 and sends out cooling gas.
  • the heat exchanger 44 is arranged inside the housing 45, and the cooling gas sent out from the fan 43 passes through it.
  • the cooling gas circulates inside the housing 45, and a portion through which the cooling gas passes serves as a flow path for the cooling gas.
  • a turbine blade 41 is attached to a rotating shaft 40 protruding outside the rotating electric machine 100 .
  • the housing 45 includes a peripheral wall 45a, a first inner wall 45b, a second inner wall 45c, a first outer wall 45d and a second outer wall 45e.
  • the peripheral wall 45a surrounds the stator 10 from the radial outside.
  • the first inner wall 45b is connected to the peripheral wall 45a and covers one side of the stator 10, the low speed rotor 20 and the high speed rotor 30 in the axial direction.
  • the second inner wall 45c is connected to the peripheral wall 45a and covers the other side of the stator 10, the low speed rotor 20 and the high speed rotor 30 in the axial direction.
  • 45 d of 1st outer walls are connected with the surrounding wall 45a, and cover the axial direction one side of the 1st inner wall 45b at intervals.
  • the second outer wall 45e is connected to the peripheral wall 45a and covers the other axial side of the second inner wall 45c with a space therebetween.
  • Each of the first inner wall 45b, the second inner wall 45c, and the second outer wall 45e is connected to the rotating shaft 40 via the bearing 42. As shown in FIG.
  • the first body portion 26 has a first end plate 22a and a second end plate 22b.
  • the first end plate 22 a extends radially inward from one axial end of the first body portion 26 between the high-speed rotor 30 and the first inner wall 45 b in the axial direction, and is fixed to the rotating shaft 40 . be done.
  • the second end plate 22 b extends radially inward from the other axial end of the first body portion 26 between the high-speed rotor 30 and the second inner wall 45 c in the axial direction, and is fixed to the rotating shaft 40 . be done.
  • the first end plate 22a has a first through hole 23a axially penetrating in its radially outer portion.
  • the second end plate 22b has a second through hole 23b axially penetrating in a radially outer portion.
  • These through-holes are formed radially outside the 3/4 radius of each end plate.
  • Each through hole is a portion not hatched in FIG. In the following cross-sectional views as well, the through holes provided in each part are shown as non-hatched portions.
  • a first cooling passage 71 communicating with the first through hole 23 a and the second through hole 23 b is formed between the first main body portion 26 and the high-speed rotor 30 to provide a cooling path between the first main body portion 26 and the stator 10 .
  • a second cooling channel 72 is formed therebetween. The first cooling channel 71 is part of the second gap 62 and the second cooling channel 72 is part of the first gap 61 .
  • the first inner wall 45b communicates with the first cooling channel 71 and communicates with the first inner wall inner through-hole 47a penetrating in the axial direction, the second cooling channel 72 and the stator magnet cooling channel 15, and communicates with the first cooling channel 71. It has a first inner wall outer through hole 47b that penetrates in the axial direction at a radial position radially outer than the inner wall inner through hole 47a.
  • the second inner wall 45c communicates with the first cooling channel 71 and communicates with the second inner wall inner through-hole 48a extending axially therethrough, the second cooling channel 72 and the stator magnet cooling channel 15, and communicates with the second cooling channel 71. It has a second inner wall outer through hole 48b that penetrates in the axial direction at a radial position radially outer than the inner wall inner through hole 48a.
  • a one side wall flow passage 73 for the cooling gas is formed to communicate between the first inner wall outer through hole 47b and the first inner wall inner through hole 47a.
  • another side wall inner flow passage 74 for the cooling gas is formed, which communicates between the second inner wall outer through-hole 48b and the second inner wall inner through-hole 48a.
  • the fan 43 is arranged between the first inner wall 45b and the first outer wall 45d and between the second inner wall 45c and the second outer wall 45e, or both.
  • the heat exchanger 44 is arranged in one or both of the first inner wall 45b and the first outer wall 45d and the second inner wall 45c and the second outer wall 45e.
  • the fan 43 is arranged inside the one side wall inner channel 73 and sends out cooling gas.
  • the heat exchanger 44 is arranged inside the other side wall inner channel 74 .
  • the arrangement of the fan 43 and the heat exchanger 44 is not limited to this, and the arranged flow paths may be reversed.
  • the fan 43 and the heat exchanger 44 When the fan 43 and the heat exchanger 44 are arranged in separate flow paths, the fan 43 and the heat exchanger 44 can be fixed to the respective flow paths without interfering with each other when the rotating electrical machine 100 is manufactured. productivity can be improved. Further, as shown in FIG. 8, the fan 43 and the heat exchanger 44 may be arranged inside the one side wall inner channel 73 . When the fan 43 and the heat exchanger 44 are arranged in the same channel 73 , the fan 43 and the heat exchanger 44 can be gathered on the side opposite to the turbine blades 41 . can be reduced in size.
  • FIG. 3 shows two types of arrows.
  • An arrow 51 with a circle on the side opposite to the arrow indicates the flow of the cooling gas whose temperature is relatively low due to heat dissipation in the heat exchanger 44 .
  • An arrow 52 with a square on the side opposite to the arrow indicates the flow of cooling gas whose temperature is relatively high due to the heat received from each part.
  • the cooling gas flows in different axial directions at the same position in the axial direction.
  • the direction in which the cooling gas flows is not limited to this, and the cooling gas may flow in the opposite direction. Even if the cooling gas flows in the opposite direction, in the first cooling passage 71, the second cooling passage 72, and the stator magnet cooling passage 15, at the same position in the axial direction, the cooling gas flows in the axial direction. is different.
  • the magnetic pole pieces 21 generate heat as the rotating electric machine 100 operates.
  • the heat generated by the pole pieces 21 is transferred to the insulating material 25, which heats up.
  • the insulating material 25 has a predetermined allowable temperature, and if the allowable temperature is exceeded, the insulation performance may deteriorate and the life may be shortened.
  • One of the measures for mitigating the temperature rise of the insulating material 25 is to increase the amount of circulating air in the rotating electric machine 100 .
  • the first gap 61 and the second gap 62 are very narrow, a large fan is required to secure the necessary air volume. Installation of a large fan poses a problem in terms of cost performance.
  • the temperature of the cooling gas in both the first gap 61 and the second gap 62 is lower on the upstream side and lower on the downstream side. temperature rises, it is inefficient to reduce the maximum temperature of the low-speed rotor 20 .
  • the cooling gas flows in opposite directions in the first gap 61 and the second gap 62, so that the maximum temperature of the low-speed rotor 20 can be efficiently reduced. be able to.
  • the maximum temperature of the low-speed rotor 20 can be reduced while avoiding an increase in size of the fan, problems caused by the insulating material 25 of the low-speed rotor 20 can be suppressed. Since defects of the insulating material 25 are suppressed, the reliability of the rotating electric machine 100 can be improved.
  • the bottleneck of the output of rotating electrical machine 100 is the temperature of low-speed rotor 20
  • the temperature rise during operation of rotating electrical machine 100 is suppressed, so the output of rotating electrical machine 100 can be increased.
  • the cooling gas also flows through the stator magnet cooling passages 15 formed in the stator 10, the stator 10 can also be efficiently cooled.
  • FIGS. 3 and 8 are sectional views, only one first through hole 23a of the first end plate 22a and one second through hole 23b of the second end plate 22b are shown.
  • the numbers of 23a and second through holes 23b are not limited to one.
  • a plurality of first through holes 23a may be provided at intervals.
  • the shape of each of the first through-holes 23a and the second through-holes 23b is not limited to a circular shape, and as shown in FIG. Any shape is acceptable.
  • the first end plate 22a is shown, the same applies to the second through hole 23b of the second end plate 22b.
  • FIGS. 3 and 8 are cross-sectional views, only one first inner wall through-hole 47a, first inner wall outer through-hole 47b, second inner wall inner through-hole 48a, and second inner wall outer through-hole 48b are provided. Although shown, the number of first inner wall inner through-holes 47a, first inner wall outer through-holes 47b, second inner wall inner through-holes 48a, and second inner wall outer through-holes 48b is not limited to one. As shown in FIG. 6, a plurality of first inner wall through holes 47a and first inner wall outer through holes 47b may be provided at intervals.
  • each of the first inner wall inner through-hole 47a, the first inner wall outer through-hole 47b, the second inner wall inner through-hole 48a, and the second inner wall outer through-hole 48b is not limited to a circular shape, and is shown in FIG. , a shape in which a plurality of through-holes are connected along the outer circumference of the first inner wall 45b may be used.
  • the first inner wall 45b is shown, the same applies to the second inner wall inner through-hole 48a and the second inner wall outer through-hole 48b of the second inner wall 45c.
  • the number of fans 43 and heat exchangers 44 is not limited to one.
  • fans 43 may be provided at respective positions corresponding to a plurality of first inner wall inner through holes 47a.
  • the rotary electric machine 100 may be provided with a baffle that suppresses the flow of cooling gas in the radial direction. If the parts of the rotary electric machine 100 are close to each other in the axial direction, the baffles may not be provided because the cooling gas is less likely to flow in the radial direction without providing the baffles. If the respective parts of the rotating electric machine 100 are not close to each other in the axial direction, it is possible to suppress the flow of the cooling gas in the radial direction by providing the baffles. By suppressing the flow of the cooling gas in the radial direction, the cooling gas can efficiently flow through the first cooling channel 71 , the second cooling channel 72 , and the stator magnet cooling channel 15 .
  • the baffle is made of metal or resin, for example.
  • the first baffle 46a is formed in a cylindrical shape, and is arranged radially inward of the first through hole 23a between the one axial side of the high-speed rotor 30 and the first end plate 22a. Coaxially provided.
  • the second baffle 46b is formed in a cylindrical shape, and is arranged radially inward of the second through hole 23b between the other axial side of the high-speed rotor 30 and the second end plate 22b. Coaxially provided.
  • the first baffle 46a is fixed to the high speed rotor 30 or the first end plate 22a.
  • the second baffle 46b is fixed to the high speed rotor 30 or the second end plate 22b.
  • the third baffle 46c is formed in a cylindrical shape, and is radially inward of the first inner wall inner through-hole 47a and the first through-hole 23a between the one axial side of the first end plate 22a and the first inner wall 45b. , and provided coaxially with the stator 10 .
  • the fourth baffle 46d is formed in a tubular shape, and is radially inward of the second inner wall inner through-hole 48a and the second through-hole 23b between the other axial side of the second end plate 22b and the second inner wall 45c. , and provided coaxially with the stator 10 .
  • the third baffle 46c is fixed to the first end plate 22a or the first inner wall 45b.
  • the fourth baffle 46d is fixed to the second end plate 22b or the second inner wall 45c.
  • the fifth baffle 46e is formed in a cylindrical shape, and is located radially inward of the first inner wall outer through-hole 47b between the end surface of the low-speed rotor 20 on one axial side and the first inner wall 45b. It is arranged radially outside the hole 23 a and the first inner wall inner through-hole 47 a and provided coaxially with the stator 10 .
  • the sixth baffle 46f is formed in a cylindrical shape, and is located radially inward of the second inner wall outer through-hole 48b between the end surface of the low speed rotor 20 on the other axial side and the second inner wall 45c. It is arranged radially outside of the hole 23b and the second inner wall inner through-hole 48a and provided coaxially with the stator 10 .
  • a fifth baffle 46e is fixed to the first end plate 22a or the first inner wall 45b, and a sixth baffle 46f is fixed to the second end plate 22b or the second inner wall 45c.
  • the rotating electric machine 100 includes the stator 10 having the stator magnet cooling passage 15 provided between the stator coil 11 and the stator magnet 12 and penetrating in the axial direction.
  • a low-speed rotor 20 and a high-speed rotor 30 and between the cylindrical first body portion 26 of the low-speed rotor 20 and the high-speed rotor 30, the first through hole 23a of the first end plate 22a and the A first cooling channel 71 communicating with the second through hole 23b of the second end plate 22b is formed, and a second cooling channel 72 is formed between the first main body portion 26 and the stator 10 to provide a first cooling Since the flow path 71, the second cooling flow path 72, and the stator magnet cooling flow path 15 have different axial directions in which the cooling gas flows at the same position in the axial direction, the low-speed rotor 20 and the high-speed rotation are controlled.
  • a first baffle 46a arranged radially inside the first through hole 23a and provided coaxially with the stator 10, and a first baffle 46a arranged radially inside the second through hole 23b and provided coaxially with the stator 10.
  • the second baffle 46b is provided, it is possible to suppress the flow of the cooling gas in the radial direction, so that the cooling gas can efficiently flow through the first cooling flow path 71 .
  • a third baffle 46c arranged radially inward of the first inner wall inner through hole 47a and the first through hole 23a and provided coaxially with the stator 10, a second inner wall inner through hole 48a and the second through hole 46c If the fourth baffle 46d is arranged radially inward of the hole 23b and provided coaxially with the stator 10, it is possible to suppress the flow of the cooling gas in the radial direction.
  • the cooling gas can be efficiently flowed to 71 .
  • the cooling gas can be suppressed from flowing in the radial direction. be able to.
  • a one side wall flow path 73 for communicating the cooling gas between the first inner wall outer through hole 47b and the first inner wall inner through hole 47a is formed.
  • the cooling gas communicates between the second inner wall outer through hole 48b and the second inner wall inner through hole 48a between the second inner wall 45c and the second outer wall 45e.
  • the heat exchanger 44 is arranged inside the other side wall inner flow path 74, the fan 43 and the heat exchanger 44 do not interfere with each other when the rotating electric machine 100 is manufactured. Since it can be fixed to each flow path, the productivity of rotating electric machine 100 can be improved.
  • a one side wall flow path 73 for communicating the cooling gas between the first inner wall outer through hole 47b and the first inner wall inner through hole 47a is formed. and the heat exchanger 44 is disposed inside the one side wall inner channel 73, between the second inner wall 45c and the second outer wall 45e, between the second inner wall outer through hole 48b and the second inner wall inner through hole 48a.
  • the other side wall inner flow path 74 for the cooling gas communicating with is formed, the size of the rotating electric machine 100 in the axial direction can be reduced.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a cross section of the rotating electrical machine 100 according to the second embodiment, taken at a position equivalent to the AA cross section position in FIG. 1, and FIG. 10 shows another rotating electrical machine according to the second embodiment. It is a schematic diagram which shows the cross section of 100.
  • FIG. A rotating electric machine 100 according to Embodiment 2 is configured such that a stator core 13 has a stator core cooling flow path 14 that is a second stator cooling portion.
  • the stator core 13 is provided radially outside the stator coil 11 and has a stator core cooling flow path 14 penetrating in the axial direction.
  • the first inner wall 45b has a first inner wall outer second through hole 47c that communicates with the stator core cooling flow path 14 and penetrates in the axial direction at a radial position radially outer than the first inner wall outer through hole 47b.
  • the second inner wall 45c communicates with the stator core cooling passage 14 and has a second inner wall outer second through hole 48c axially penetrating at a radial position radially outer than the second inner wall outer through hole 48b. .
  • a sidewall inner channel 73 is formed. Between the second inner wall 45c and the second outer wall 45e, the other of the cooling gas communicating between the second inner wall outer through-hole 48b and the second inner wall outer second through-hole 48c and the second inner wall inner through-hole 48a A sidewall inner channel 74 is formed.
  • the fan 43 is arranged inside the one side wall inner channel 73 and sends out cooling gas.
  • the heat exchanger 44 is arranged inside the other side wall inner channel 74 . The arrangement of the fan 43 and the heat exchanger 44 is not limited to this, and the arranged flow paths may be reversed.
  • the flow of the cooling gas will be explained using FIG.
  • the cooling gas sent out from the fan 43 flows through the first cooling flow path 71, the other side wall inner flow path 74, the second cooling flow path 72, the stator magnet cooling flow path 15, and the stator core cooling flow, as indicated by the arrows. It flows in the order of channel 14 and one side wall channel 73 .
  • the cooling gas passes through the heat exchanger 44 in the other side wall inner channel 74 .
  • the axial direction in which the cooling gas flows is different.
  • the direction in which the cooling gas flows is not limited to this, and the cooling gas may flow in the opposite direction.
  • the first cooling passage 71, the second cooling passage 72, the stator magnet cooling passage 15, and the stator core cooling passage 14 are arranged at the same position in the axial direction. , the axial directions of cooling gas flow are different.
  • the radially outer side of the stator 10 can be efficiently cooled by the stator core cooling passages 14 . Since the radially outer side of the stator 10 can be efficiently cooled, it is possible to suppress an increase in the variation in temperature distribution in the radial direction of the stator 10 . The radial inner side of the stator 10 is efficiently cooled by the stator magnet cooling flow path 15 .
  • a baffle may be added to the rotary electric machine 100 .
  • the first stator baffle 46g is located radially inward of the stator core cooling flow path 14 and the first inner wall outer second through hole 47c between the one axial side of the stator core 13 and the first inner wall 45b. Moreover, it is arranged radially outside the first inner wall outer through-hole 47 b and provided coaxially with the stator 10 .
  • the second stator baffle 46h is located between the other axial side of the stator core 13 and the second inner wall 45c, radially inward of the stator core cooling flow path 14 and the second inner wall outer second through hole 48c.
  • a first stator baffle 46g is fixed to the stator 10, the first inner wall 45b, or both.
  • a second stator baffle 46h is fixed to the stator 10, the second inner wall 45c, or both.
  • the fan 43 and the heat exchanger 44 may be arranged inside the one side wall inner channel 73 .
  • the fan 43 and the heat exchanger 44 can be concentrated on the side opposite to the turbine blades 41, so that the size of the rotary electric machine 100 in the axial direction can be reduced. can be done.
  • the stator core 13 is provided radially outside the stator coils 11 and has the stator core cooling flow path 14 penetrating in the axial direction. Since the radially outer side of the stator 10 can be efficiently cooled by the stator core cooling passages 14, it is possible to suppress the increase in the radial temperature distribution variation of the stator 10 and the temperature rise. Since the increase in variation in temperature distribution and the temperature rise occurring in the stator 10 are suppressed, the temperature rise during operation of the rotating electrical machine 100 is suppressed, so the output of the rotating electrical machine 100 can be increased.
  • a side wall inner channel 73 is formed, the fan 43 and the heat exchanger 44 are arranged inside one side wall channel 73, and a second inner wall outer through hole 48b is formed between the second inner wall 45c and the second outer wall 45e. and the second inner wall outer second through-hole 48c and the second inner wall inner through-hole 48a are formed to communicate with each other. can be made smaller.
  • the stator core cooling flow path 14 and the first inner wall outer second through hole 47c are arranged radially inward and the first inner wall outer through hole 47b is arranged radially outward.
  • the stator baffle 46g is arranged radially inward of the stator core cooling passage 14 and the second inner wall outer second through hole 48c and radially outer than the second inner wall outer through hole 48b.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a cross section of the rotating electric machine 100 according to the third embodiment, taken at a position equivalent to the AA cross section position in FIG. 1, and FIG. 12 shows another rotating electric machine according to the third embodiment.
  • 13 is a schematic diagram showing a cross section of another rotary electric machine 100 according to the third embodiment.
  • the radially inner side shows the section of the stator slot 13a
  • the radially outer side shows the section of the stator teeth 13b.
  • a rotary electric machine 100 according to Embodiment 3 has a configuration in which a stator 10 and a low-speed rotor 20 are provided with a ventilation passage extending radially therethrough.
  • the stator core 13 radially penetrates between the second cooling flow path 72 and the stator core cooling flow path 14 at the center in the axial direction of the stator core 13 and is fixed to the second cooling flow path 72 . It has a stator air passage 16 that connects the child core cooling passage 14 and the stator magnet cooling passage 15 .
  • the stator ventilation passages 16 are formed in the stator teeth 13b, as shown in FIG.
  • the first main body portion 26 radially penetrates between the first cooling flow path 71 and the second cooling flow path 72 at the center portion in the axial direction of the first main body portion 26 . It has a low-speed rotor ventilation passage 24 which is a first rotor ventilation passage communicating with the second cooling passage 72 .
  • the number of stator ventilation paths 16 is not limited to one.
  • the stator ventilation path 16 may be provided in each of the stator teeth 13b at different positions in the circumferential direction. Similarly, a plurality of low-speed rotor ventilation passages 24 may be provided at different positions in the circumferential direction of the first body portion 26 .
  • one side first wall inner channel 80a communicating with the first inner wall inner through hole 47a and one side first wall channel 80a communicating with the first inner wall outer second through hole 47c are provided.
  • the other side first wall inner channel 81a communicating with the second inner wall inner through hole 48a and the other side first wall channel 81a communicating with the second inner wall outer second through hole 48c are provided.
  • the first fan 43a which is the fan 43
  • the first heat exchanger 44a which is the heat exchanger 44
  • a second fan 43b which is the fan 43
  • a second heat exchanger 44b which is the heat exchanger 44
  • the first fan 43a sends out cooling gas toward the first inner wall outer through hole 47b side
  • the second fan 43b sends out cooling gas toward the second inner wall outer through hole 48b side.
  • Arrows 51 and 52 shown in FIG. 11 indicate the flow of cooling gas in this case.
  • the flow of the cooling gas is not limited to this.
  • the first fan 43a sends the cooling gas toward the side opposite to the side of the first inner wall outer through-hole 47b, and the second fan 43b blows the second inner wall.
  • the cooling gas may be sent out toward the side opposite to the side of the outer through hole 48b. In this case, the cooling gas flows in the opposite direction to the arrows shown in FIG.
  • Two flow paths are formed from the cooling gas sent from the first fan 43a.
  • One is the second cooling channel 72, the low-speed rotor ventilation channel 24, the first cooling channel 71, the one-side first-wall inner channel 80a, and the one-side third-wall inner channel 80c.
  • the other is the second cooling channel 72 and the stator magnet cooling channel 15, the stator ventilation channel 16, the stator core cooling channel 14, the one side second wall inner channel 80b, the one side third wall inner It flows in order of the flow path 80c.
  • Two flow paths are also formed from the cooling gas sent out from the second fan 43b.
  • One is the second cooling channel 72, the low-speed rotor ventilation channel 24, the first cooling channel 71, the other side first wall inner channel 81a, and the other side third wall inner channel 81c in this order.
  • the other is the second cooling channel 72, the stator magnet cooling channel 15, the stator ventilation channel 16, the stator core cooling channel 14, the other side second wall inner channel 81b, the other side third wall inner It flows in order of the flow path 81c.
  • the cooling gas passes through the first heat exchanger 44a in the one-side third-wall inner channel 80c and passes through the second heat exchanger 44b in the other-side third-wall inner channel 81c.
  • the cooling gas flows in different axial directions at the same position in the axial direction. ing.
  • stator magnet 12 radially penetrates between the second cooling passage 72 and the stator magnet cooling passage 15 at the axial center of the stator magnet 12.
  • stator magnet ventilation passage 16a that communicates the second cooling passage 72 and the stator magnet cooling passage 15, and the stator magnet ventilation passage 16a communicates with the low-speed rotor ventilation passage 24. good too.
  • the first heat exchanger 44a is arranged on one axial side of the first fan 43a, and the second heat exchanger 44b is arranged on the other axial side of the second fan 43b.
  • the first heat exchanger 44a is arranged on the other side in the axial direction of the first fan 43a,
  • the second heat exchanger 44b may be arranged in .
  • the stator core 13 is arranged between the second cooling flow path 72 and the stator core cooling flow path 14 at the central portion of the stator core 13 in the axial direction. It has a stator ventilation passage 16 that radially penetrates and communicates with the second cooling passage 72, the stator core cooling passage 14, and the stator magnet cooling passage 15, and the first main body portion 26 is the first main body. At the center in the axial direction of the portion 26, the first cooling channel 71 and the second cooling channel 72 are penetrated in the radial direction, and the first cooling channel 71 and the second cooling channel 72 are communicated with each other.
  • the low-speed rotor air passage 24 which is the first rotor air passage
  • the first cooling passage 71 and the stator core cooling flow on both axial sides of the stator air passage 16 and the low-speed rotor air passage 24
  • the cooling gas flows in opposite directions in the respective portions of the passage 14, the second cooling passage 72 and the stator magnet cooling passage 15, the temperature distribution produced in the low speed rotor 20, the high speed rotor 30 and the stator 10 is It is possible to suppress the expansion of the variation of the temperature and the temperature rise. Since the increase in variation in temperature distribution and temperature rise occurring in the low-speed rotor 20, the high-speed rotor 30, and the stator 10 are suppressed, the temperature rise during operation of the rotating electrical machine 100 is suppressed. can be increased.
  • stator magnet 12 radially penetrates between the second cooling flow path 72 and the stator magnet cooling flow path 15 at the axial center of the stator magnet 12 and is fixed to the second cooling flow path 72. If the stator magnet ventilation passage 16 a communicates with the child magnet cooling passage 15 , the number of cooling gas passages flowing in the radial direction is increased. Allows gas to flow easily.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing a cross section of the rotating electrical machine 100 according to the fourth embodiment, taken at a position equivalent to the AA section position in FIG. 1, and FIG. 15 shows another rotating electrical machine according to the fourth embodiment. It is a schematic diagram which shows the cross section of 100.
  • FIG. A rotary electric machine 100 according to Embodiment 4 has a structure in which a high-speed rotor 30 has a flow path inside.
  • the second body portion 35 has a third end plate 32a and a fourth end plate 32b.
  • the third end plate 32 a extends radially inward from one axial end of the second body portion 35 and is connected to the rotating shaft 40 via a bearing 42 .
  • the fourth end plate 32 b extends radially inward from the other axial end of the second body portion 35 and is connected to the rotating shaft 40 via a bearing 42 .
  • the third end plate 32a has a third through hole 33a penetrating in the axial direction.
  • the fourth end plate 32b has a fourth through hole 33b that penetrates in the axial direction.
  • a third cooling passage 75 is formed inside the high-speed rotor 30 to communicate with the third through-hole 33a and the fourth through-hole 33b.
  • the high-speed rotor 30 radially penetrates between the first cooling passage 71 and the third cooling passage 75 at the axial center of the second main body portion 35 , and connects the first cooling passage 71 and the third cooling passage 75 . It has a high-speed rotor ventilation passage 34 that is a second rotor ventilation passage that communicates with the three cooling passages 75 . A plurality of high-speed rotor ventilation passages 34 may be provided at different positions in the circumferential direction of the high-speed rotor 30 .
  • the first end plate 22a has a first inner through-hole 23c that communicates with the third through-hole 33a at a radial position radially inner than the first through-hole 23a and penetrates in the axial direction.
  • the second end plate 22b has a second inner through-hole 23d axially penetrating through the second through-hole 23b and communicating with the fourth through-hole 33b at a radial position radially inner than the second through-hole 23b.
  • the first inner wall 45b has a first inner wall inner second through hole 47d that communicates with the third cooling flow path 75 and penetrates in the axial direction at a radial position radially inner than the first inner wall inner through hole 47a.
  • the second inner wall 45c has a second inner wall inner second through hole 48d that communicates with the third cooling flow path 75 and penetrates in the axial direction at a radial position radially inner than the second inner wall inner through hole 48a.
  • first one side wall inner flow path 82a for the cooling gas that communicates between the first inner wall inner through hole 47a and the first inner wall inner second through hole 47d. It is formed.
  • a second one side wall inner flow path 82b for communicating between the first inner wall outer through hole 47b and the first inner wall outer second through hole 47c is provided. It is formed.
  • a first other side wall inner channel 82c communicating between the second inner wall inner through hole 48a and the second inner wall inner second through hole 48d is formed.
  • a second other side wall inner flow path 82d is formed that communicates between the second inner wall outer through hole 48b and the second inner wall outer second through hole 48c.
  • a first one-side fan 43c, which is the fan 43, and a first one-side heat exchanger 44c, which is the heat exchanger 44, are arranged in the first one-side wall inner channel 82a.
  • a second one-side fan 43d, which is the fan 43, and a second one-side heat exchanger 44d, which is the heat exchanger 44, are arranged in the second one-side wall inner flow path 82b.
  • the first other-side fan 43e, which is the fan 43, and the first other-side heat exchanger 44e, which is the heat exchanger 44, are arranged in the first other-side wall inner flow path 82c.
  • a second other-side fan 43f, which is the fan 43, and a second other-side heat exchanger 44f, which is the heat exchanger 44, are arranged in the second other-side wall inner flow path 82d.
  • the first one-side fan 43c sends out cooling gas toward the first inner wall inner second through-hole 47d side
  • the second one-side fan 43d directs the cooling gas toward the first inner wall outer through-hole 47b side
  • the other side fan 43e sends cooling gas toward the second inner wall inner second through hole 48d side
  • the second other side fan 43f sends out cooling gas toward the second inner wall outer side through hole 48b side.
  • Arrows 51 and 52 shown in FIG. 14 indicate the flow of cooling gas in this case.
  • the flow of the cooling gas is not limited to this.
  • 43d is directed to the side opposite to the side of the first inner wall outer through-hole 47b
  • the first other side fan 43e is directed to the side opposite to the side of the second inner wall inner second through-hole 48d.
  • the side fan 43f may send the cooling gas toward the side opposite to the side of the second inner wall outer through-hole 48b. In this case, the cooling gas flows in the opposite direction to the arrows shown in FIG.
  • the cooling gas sent out from the first one-side fan 43c passes through the third cooling channel 75, the high-speed rotor ventilation channel 34, the first cooling channel 71, the first one-side wall inner channel, as indicated by the arrows. 82a.
  • the cooling gas sent out from the second one-side fan 43d passes through the second cooling passage 72, the stator magnet cooling passage 15, the stator air passage 16 and the stator magnet air passage 16a, the stator core cooling passage 14 , second one side wall inner channel 82b.
  • the cooling gas sent out from the first other-side fan 43e flows through the third cooling channel 75, the high-speed rotor ventilation channel 34, the first cooling channel 71, and the first other-side wall inner channel 82c in this order.
  • the cooling gas sent out from the second other-side fan 43f passes through the second cooling passage 72, the stator magnet cooling passage 15, the stator air passage 16 and the stator magnet air passage 16a, the stator core cooling passage 14 , second other side wall inner channel 82d.
  • the cooling gas flows in opposite directions in the respective parts of the magnet cooling channel 15 and the stator core cooling channel 14 .
  • the passage of the cooling gas formed by one fan 43 can be shortened compared to the first and second embodiments.
  • the main pressure loss that occurs in the cooling gas flow path inside rotating electric machine 100 is friction loss when the cooling gas passes through first cooling flow path 71 or second cooling flow path 72 having a small cross-sectional area. Since the passage of the cooling gas is shortened, the amount of boost required for one fan 43 can be reduced. Further, since the cooling gas also flows through the third cooling passage 75 formed in the high-speed rotor 30, the high-speed rotor 30 can be cooled more efficiently.
  • a baffle may be added to the rotary electric machine 100 .
  • the seventh baffle 46i is formed in a cylindrical shape and extends radially inward from the third through hole 33a and the first inner through hole 23c between the one axial side of the high speed rotor 30 and the first end plate 22a. It is arranged and provided coaxially with the stator 10 .
  • the eighth baffle 46j is formed in a cylindrical shape, and extends radially inward from the fourth through hole 33b and the second inner through hole 23d between the other axial side of the high speed rotor 30 and the second end plate 22b. It is arranged and provided coaxially with the stator 10 .
  • the ninth baffle 46k is formed in a cylindrical shape, and has a larger diameter than the first inner through hole 23c and the first inner wall inner second through hole 47d between the one axial side of the low speed rotor 20 and the first inner wall 45b. It is arranged on the inner side of the direction and provided coaxially with the stator 10 .
  • the tenth baffle 46l is formed in a cylindrical shape and has a diameter larger than the second inner through hole 23d and the second inner wall inner second through hole 48d between the other axial side of the low speed rotor 20 and the second inner wall 45c. It is arranged on the inner side of the direction and provided coaxially with the stator 10 .
  • the seventh baffle 46i is fixed to the high speed rotor 30 or the first end plate 22a.
  • the eighth baffle 46j is fixed to the high speed rotor 30 or the second end plate 22b.
  • the ninth baffle 46k is fixed to the low speed rotor 20 or the first inner wall 45b.
  • the tenth baffle 46l is fixed to the low speed rotor 20 or the second inner wall 45c.
  • a first one-side heat exchanger 44c is arranged on one side in the axial direction of the first one-side fan 43c, and a second one-side heat exchanger is arranged on one side in the axial direction of the second one-side fan 43d.
  • a first heat exchanger 44e is arranged on the other side in the axial direction of the first other side fan 43e, and a second other side heat exchanger 44e is arranged on the other side in the axial direction of the second other side fan 43f.
  • a heat exchanger 44f is arranged.
  • the third cooling flow path 75 communicating with the third through-hole 33a and the fourth through-hole 33b is formed inside the high-speed rotor 30, and the high-speed rotor 30 has a high-speed rotor ventilation passage 34 radially penetrating between the first cooling passage 71 and the third cooling passage 75 at the axial center of the second body portion 35, and the four fans 43 Therefore, a flow path flowing in the opposite direction is formed through the first cooling flow path 71, the second cooling flow path 72, the third cooling flow path 75, the stator magnet cooling flow path 15, and the stator core cooling flow path 14.
  • the flow path of the cooling gas formed by one fan 43 can be shortened, so the amount of boost required for one fan 43 can be reduced. Since the amount of boost required for one fan 43 can be reduced, it is possible to efficiently suppress variations in temperature distribution and temperature rise occurring in the low-speed rotor 20, the high-speed rotor 30, and the stator 10. FIG. Since the increase in variation in temperature distribution and temperature rise occurring in the low-speed rotor 20, the high-speed rotor 30, and the stator 10 are suppressed, the temperature rise during operation of the rotating electrical machine 100 is suppressed. can be increased.
  • the rotating electrical machine 100 includes the seventh baffle 46i, the eighth baffle 46j, the ninth baffle 46k, and the tenth baffle 46l, it is possible to suppress the flow of the cooling gas in the radial direction. Cooling gas can be efficiently flowed to 75 .
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing a cross section of the rotating electric machine 100 according to Embodiment 5, and is a diagram cut at a position equivalent to the AA cross section position in FIG. 1, and FIG. 18 is a schematic diagram showing the portion of the low-speed rotor 20 of the rotating electrical machine 100, showing the first end plate 22a side, and FIG. FIG. 20 is a schematic diagram showing a portion of the rotor 20, showing the side of the first end plate 22a; FIG. 21 is a schematic diagram showing a main part of another housing 45 of the rotating electrical machine 100, showing a first inner wall 45b; FIG.
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing a cross section of another rotating electrical machine 100 according to Embodiment 5;
  • FIG. 17 is a view cut at the same position as in FIG. 16;
  • a rotary electric machine 100 according to Embodiment 5 has a configuration in which a high-speed rotor 30 has a plurality of flow paths inside.
  • the third end plate 32a has a third through-hole 33a, a third inner through-hole 33c, and a third inner second through-hole 33e that penetrate in the axial direction in order from the radially outer side to the inner side.
  • the fourth end plate 32b has a fourth through-hole 33b, a fourth inner through-hole 33d, and a fourth inner second through-hole 33f which are axially penetrated in order from the radially outer side to the inner side.
  • 76, the third inner second through hole 33e, and the fourth inner second through hole 33f are partitioned inside the high speed rotor 30 .
  • the first end plate 22a communicates with the third through hole 33a at a radial position radially inner than the first through hole 23a, and is axially penetrated through the first inner through hole 23c and through the first inner through hole 23c.
  • a first inner second through-hole 23e that communicates with the third inner through-hole 33c at a radially inner position radially inward of the first inner second through-hole 23e, and a radially inner second through-hole 23e It has a first inner third through-hole 23g that communicates with the third inner second through-hole 33e at a position and penetrates in the axial direction.
  • the second end plate 22b communicates with the fourth through-hole 33b at a radial position radially inner than the second through-hole 23b, and is axially penetrated through the second inner through-hole 23d and through the second inner through-hole 23d.
  • a second inner second through-hole 23f communicating with the fourth inner through-hole 33d at a radially inner radial position, and axially penetrating through the fourth inner through-hole 23d; It communicates with the fourth inner second through-hole 33f at a position and has a second inner third through-hole 23h that penetrates in the axial direction.
  • the first inner wall 45b communicates with the fourth cooling channel 76, and has a first inner wall inner third through hole 47e axially penetrating at a radial position radially inner than the first inner wall inner second through hole 47d, and a first inner wall inner fourth through hole 47f communicating with the fifth cooling flow path 77 and extending axially through the first inner wall inner third through hole 47e at a radial position radially inner than the first inner wall inner third through hole 47e.
  • the second inner wall 45c communicates with the fourth cooling flow path 76 and has a second inner wall inner third through hole 48e axially penetrating at a radial position radially inner than the second inner wall inner second through hole 48d. and a second inner wall inner fourth through-hole 48f that communicates with the fifth cooling flow path 77 and penetrates in the axial direction at a radial position radially inner than the second inner wall inner third through-hole 48e.
  • a cooling gas flow path 83c in communication with the hole 47e is formed.
  • a one-side fourth wall inner flow path 83d for communicating between the first inner wall outer through hole 47b and the first inner wall outer second through hole 47c is provided. It is formed.
  • a cooling gas communicating between the second inner wall outer side second through hole 48c and the second inner wall inner side through hole 48a and the second inner wall inner side fourth through hole 48f between the second inner wall 45c and the second outer wall 45e. is formed between the second inner wall 45c and the second outer wall 45e, and between the second inner wall 45c and the second outer wall 45e, the second inner wall inner third through hole 48e, the second inner wall inner second through hole 48d and the second A cooling gas passage 84b in communication with the two inner wall outer through-holes 48b is formed.
  • the first one-side fan 43g which is the fan 43
  • the first one-side heat exchanger 44g which is the heat exchanger 44
  • a second one-side fan 43h which is the fan 43
  • a second one-side heat exchanger 44h which is the heat exchanger 44
  • the fan 43 and the heat exchanger 44 are arranged only on one axial side of the rotating electric machine 100, and the fan 43 and the heat exchanger 44 are concentrated on the side opposite to the turbine blades 41. Therefore, the rotating electric machine The axial size of 100 can be reduced.
  • the first one-side fan 43g sends out the cooling gas toward the first inner wall inner second through-hole 47d and the first inner wall third through-hole 47e, and the second one-side fan 43h blows out the first inner wall outer side.
  • the cooling gas is sent out toward the through hole 47b.
  • Arrows 51 and 52 shown in FIG. 16 indicate the flow of cooling gas in this case.
  • the flow of cooling gas is not limited to this.
  • the second one-side fan 43h may also send out the cooling gas toward the side opposite to the side of the first inner wall outer through-hole 47b. In this case, the cooling gas flows in the opposite direction to the arrows shown in FIG.
  • the other-side first-wall inner channel 84a and the other-side second-wall inner channel 84b are provided to intersect. It is desirable that the intersecting channel portions are provided separately as shown in FIG.
  • the other-side first-wall inner channel 84a is provided as a tubular channel pipe, and the cooling gas flowing through the other-side first-wall inner channel 84a flows inside the pipe.
  • the other side second wall inner channel 84b is formed outside the tube.
  • the flow of the cooling gas will be explained using FIG. Three flow paths are formed from the cooling gas sent out from the first one-side fan 43g.
  • One is the third cooling channel 75, the high-speed rotor ventilation channel 34, the first cooling channel 71, the one-side second-wall inner channel 83b, and the one-side third-wall inner channel 83c in this order.
  • the other is the fourth cooling channel 76, the other side second wall inner channel 84b, the third cooling channel 75, the high speed rotor ventilation channel 34, the first cooling channel 71, and the other side first wall inner channel. It flows through the passage 84a, the fifth cooling passage 77, the one-side first-wall inner passage 83a, and the one-side third-wall inner passage 83c in this order.
  • the other is the fourth cooling channel 76, the second inner wall channel 84b on the other side, the second cooling channel 72 and the stator magnet cooling channel 15, the stator ventilation channel 16 and the stator magnet ventilation channel 16a,
  • the stator core cooling channel 14, the other side first wall inner channel 84a, the fifth cooling channel 77, the one side first wall inner channel 83a, and the one side third wall inner channel 83c flow in this order.
  • the cooling gas sent out from the second one-side fan 43h passes through the second cooling passage 72, the stator magnet cooling passage 15, the stator air passage 16 and the stator magnet air passage 16a, the stator core cooling passage 14 , the one-side fourth wall inner channel 83d.
  • the cooling gas passes through the first one-side heat exchanger 44g in the one-side third-wall inner channel 83c, and passes through the second one-side heat exchanger 44h in the one-side fourth-wall inner channel 83d.
  • the cooling gas In the first cooling channel 71 and the stator core cooling channel 14, and the second cooling channel 72, the stator magnet cooling channel 15 and the third cooling channel 75, at the same position in the axial direction, the cooling gas The axial direction of flow is different. Further, the fourth cooling channel 76 and the fifth cooling channel 77 have different axial directions in which the cooling gas flows at the same position in the axial direction.
  • the passage of the cooling gas formed by one fan 43 can be shortened compared to the first and second embodiments.
  • the main pressure loss that occurs in the cooling gas flow path inside rotating electric machine 100 is friction loss when the cooling gas passes through first cooling flow path 71 or second cooling flow path 72 having a small cross-sectional area. Since the passage of the cooling gas is shortened, the amount of boost required for one fan 43 can be reduced. In addition, since the cooling gas also flows through the third cooling channel 75, the fourth cooling channel 76, and the fifth cooling channel 77 formed in the high-speed rotor 30, the high-speed rotor 30 is cooled more efficiently. be able to.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view, the first through hole 23a, the first inner through hole 23c, the first inner second through hole 23e, the first inner third through hole 23g, and the second end of the first end plate 22a.
  • second through-hole 23b, second inner through-hole 23d, second inner second through-hole 23f, and second inner third through-hole 23h of the plate 22b are shown, the number of these through-holes is It is not limited to one.
  • a plurality of through holes may be provided at intervals.
  • each of these through holes is not limited to a circular shape, and may be a shape in which a plurality of through holes are connected along the outer periphery of the first end plate 22a as shown in FIG. Although only the example of the first end plate 22a is shown, the same applies to the through holes of the second end plate 22b.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view
  • a plurality of through holes may be provided at intervals.
  • the shape of each of these through holes is not limited to a circle, and as shown in FIG. 21, a shape in which a plurality of through holes are connected along the outer periphery of the first inner wall 45b may be used. Although only an example of the first inner wall 45b is shown, the same applies to the through holes of the second inner wall 45c.
  • a baffle may be added to the rotary electric machine 100 .
  • the seventh baffle 46i is formed in a cylindrical shape, and is radially inward of the third through hole 33a and the first inner through hole 23c between the one axial side of the high-speed rotor 30 and the first end plate 22a. Moreover, it is arranged radially outside the third inner through-hole 33c and the first inner second through-hole 23e and is provided coaxially with the stator 10 .
  • the eighth baffle 46j is formed in a cylindrical shape, and is located between the other axial side of the high-speed rotor 30 and the second end plate 22b, radially inside the fourth through hole 33b and the second inner through hole 23d.
  • a seventh baffle 46i is fixed to the high speed rotor 30 or the first end plate 22a.
  • the eighth baffle 46j is fixed to the high speed rotor 30 or the second end plate 22b.
  • the ninth baffle 46k is formed in a cylindrical shape, and has a larger diameter than the first inner through hole 23c and the first inner wall inner second through hole 47d between the one axial side of the low speed rotor 20 and the first inner wall 45b. It is arranged radially inside the first inner side second through hole 23e and the first inner wall inner side third through hole 47e and provided coaxially with the stator 10 .
  • the tenth baffle 46l is formed in a cylindrical shape and has a diameter larger than the second inner through hole 23d and the second inner wall inner second through hole 48d between the other axial side of the low speed rotor 20 and the second inner wall 45c.
  • the ninth baffle 46k is fixed to the low speed rotor 20 or the first inner wall 45b.
  • the tenth baffle 46l is fixed to the low speed rotor 20 or the second inner wall 45c.
  • the eleventh baffle 46m is formed in a cylindrical shape, and between the one axial side of the high-speed rotor 30 and the first end plate 22a, more than the third inner through hole 33c and the first inner second through hole 23e. It is arranged radially inward and radially outward of the third inner second through hole 33e and the first inner third through hole 23g, and is provided coaxially with the stator 10 .
  • the twelfth baffle 46n is formed in a cylindrical shape, and between the other axial side of the high-speed rotor 30 and the second end plate 22b, more than the fourth inner through hole 33d and the second inner second through hole 23f.
  • the eleventh baffle 46m is fixed to the high speed rotor 30 or the first end plate 22a.
  • a twelfth baffle 46n is fixed to the high speed rotor 30 or the second end plate 22b.
  • the thirteenth baffle 46o is formed in a cylindrical shape, and between the one axial side of the low-speed rotor 20 and the first inner wall 45b, a first inner second through hole 23e and a first inner wall inner third through hole 47e are provided. and radially outside the first inner third through-hole 23g and the first inner wall inner fourth through-hole 47f.
  • the fourteenth baffle 46p is formed in a cylindrical shape, and between the other axial side of the low-speed rotor 20 and the second inner wall 45c, a second inner second through hole 23f and a second inner wall inner third through hole 48e are provided. and radially outside the second inner third through-hole 23h and the second inner wall inner fourth through-hole 48f, and provided coaxially with the stator 10 .
  • the thirteenth baffle 46o is fixed to the low speed rotor 20 or the first inner wall 45b.
  • the fourteenth baffle 46p is fixed to the low speed rotor 20 or the second inner wall 45c.
  • a first one-side heat exchanger 44g is arranged on one side in the axial direction of the first one-side fan 43g, and a second one-side heat exchanger is arranged on one side in the axial direction of the second one-side fan 43h.
  • a container 44h is arranged.
  • the third cooling channel 75, the fourth cooling channel 76, and the fifth cooling channel 77 are formed inside the high-speed rotor 30, and the high-speed rotor 30 has a high-speed rotor ventilation passage 34 radially penetrating between the first cooling passage 71 and the third cooling passage 75 at the axial center of the second body portion 35, and two fans 43 form a flow path flowing in the opposite direction through the first cooling flow path 71, the second cooling flow path 72, the third cooling flow path 75, the stator magnet cooling flow path 15, and the stator core cooling flow path 14. Therefore, the flow path of cooling gas formed by one fan 43 can be shortened, so that the amount of boost required for one fan 43 can be reduced.
  • the fan 43 and the heat exchanger 44 are arranged only on one axial side of the rotating electrical machine 100 , and the fan 43 and the heat exchanger 44 are concentrated on the side opposite to the turbine blades 41 , so that the axial size of the rotating electrical machine 100 is reduced. can be made smaller. Further, when the rotary electric machine 100 includes the eleventh baffle 46m, the twelfth baffle 46n, the thirteenth baffle 46o, and the fourteenth baffle 46p, it is possible to suppress the radial flow of the cooling gas. The cooling gas can efficiently flow through the fourth cooling channel 76 and the fifth cooling channel 77 .
  • stator 10 stator, 11 stator coil, 12 stator magnet, 13 stator core, 13a stator slot, 13b stator tooth, 14 stator core cooling channel, 15 stator magnet cooling channel, 16 stator ventilation channel , 16a stator magnet air passage, 20 low speed rotor, 21 magnetic pole piece, 22a first end plate, 22b second end plate, 23a first through hole, 23b second through hole, 23c first inner through hole, 23d second Two inner through holes 23e First inner second through hole 23f Second inner second through hole 23g First inner third through hole 23h Second inner third through hole 24 Low speed rotor air passage 25 Insulation material, 26 first main body, 30 high-speed rotor, 31 high-speed rotor magnet, 32a third end plate, 32b fourth end plate, 33a third through hole, 33b fourth through hole, 33c third inner through hole, 33d fourth inner through-hole, 33e third inner second through-hole, 33f fourth inner second through-hole, 34 high-speed rotor air passage, 35 second main body, 40 rotating shaft, 41 turbine blade

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Abstract

回転軸（４０）と、固定子鉄心（１３）、固定子コイル（１１）、固定子磁石（１２）、及び固定子コイル（１１）と固定子磁石（１３）との間に設けられた固定子磁石冷却流路（１５）を有した固定子（１０）と、筒状の第一本体部（２６）と複数の磁極片（２１）とを有した第一の回転子と、筒状の第二本体部（３５）と複数の永久磁石とを有した第二の回転子と、周壁（４５ａ）、第一内壁（４５ｂ）、第二内壁（４５ｃ）、第一外壁（４５ｄ）、及び第二外壁（４５ｅ）を有した筐体（４５）と、冷却ガスを送り出すファン（４３）と、熱交換器（４４）とを備え、第一本体部（２６）は、第一貫通孔（２３ａ）を設けた第一端板（２２ａ）及び第二貫通孔（２３ｂ）を設けた第二端板（２２ｂ）を有し、第一本体部（２６）と第二の回転子との間に第一貫通孔（２３ａ）及び第二貫通孔（２３ｂ）に連通した第一冷却流路（７１）が形成され、第一本体部（２６）と固定子（１０）との間に第二冷却流路（７２）が形成され、第一冷却流路（７１）と、第二冷却流路（７２）及び固定子磁石冷却流路（１５）とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっている。

Description

回転電機
　本願は、回転電機に関するものである。
　従来から、回転電機が回転の中心に備えた回転軸に連結され、回転電機の回転を減速する機械式変速機が低速駆動を必要とする用途に対して用いられてきた。機械式変速機を用いた場合、機械的な摩耗などが変速機に生じるため、定期的なメンテナンスが必要となる。機械式変速機を用いずに非接触で回転子の回転速度を変速できる回転電機が、磁気波動歯車装置もしくは磁気ギアード発電機として開示されている。磁気波動歯車装置は、回転軸を中心に、外周側から永久磁石を有した固定子、低速で回転し、磁極片を有した第１の回転子、及び変速比に応じて高速で回転し、永久磁石を有した第２の回転子を備える。固定子は、発電電力を出力する、あるいは発生トルクを制御することができる固定子コイルを有する。この回転電機を用いると、非接触で回転子の回転速度を変速できるため、機械的な摩耗などに起因したメンテナンスが不要であり、メンテナンスについての負荷の軽減を実現することができる。また、この回転電機を発電機として使用すれば、機械式変速機なしに１つの回転電機で変速と発電が可能で、発電システムは小型となり、省スペース化が実現される。
　一方、回転電機の許容温度は、回転電機の各部において定められている。例えば、固定子コイルは絶縁被覆の耐熱温度によって、固定子及び第２の回転子が有した永久磁石は磁石の減磁する温度によって、第１の回転子は磁極片の周囲に介挿された絶縁材の耐熱温度によって、各部それぞれの適切な許容温度が決定される。回転電機の各部の温度が許容温度を超過した場合、各部の性能の劣化、寿命の短縮、または不具合のリスクが増加する。そのため、各部における適切な冷却が極めて重要となる。回転電機の冷却技術としては、外皮冷却方式を利用して、ケーシングの外周面側の通風経路に送風する冷却空気流Ａと、機内側の通風経路に送風する冷却空気流Ｂを互いに逆方向に向流させて送風する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１４－３３５８４号公報
　上記特許文献１における回転電機では、冷却空気流Ａと冷却空気流Ｂを互いに逆方向に向流させて送風しているため、高い冷却性能と機内温度分布の緩和を図ることができる。しかしながら、磁気波動歯車装置の構成ではなく、磁気波動歯車装置が備えた第１の回転子及び第２の回転子に生じる温度分布のばらつき拡大、及び稼働時の温度上昇を抑制できないという課題があった。また、稼働時の温度上昇が抑制されないため、回転電機の出力を増加できないという課題があった。
　そこで、本願は、第１の回転子及び第２の回転子に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇を抑制し、出力を増加させた回転電機を得ることを目的とする。
　本願に開示される回転電機は、回転軸と、径方向内側に開口した固定子スロットを周方向に複数設けた固定子鉄心、複数の前記固定子スロットのそれぞれの底部の側に配置された固定子コイル、複数の前記固定子スロットのそれぞれの開口側に、径方向に同じ磁極方向になるように配置された固定子磁石、及び前記固定子コイルと前記固定子磁石との間に設けられ、軸方向に貫通した固定子磁石冷却流路を有した固定子と、筒状の第一本体部と、周方向に間隔を空けて前記第一本体部に設けられた複数の磁極片とを有し、前記固定子磁石と対向して前記固定子と同軸に設けられ、前記回転軸と一体回転する第一の回転子と、筒状の第二本体部と、前記第二本体部の外周部に周方向に間隔を空けて配置された複数の永久磁石とを有し、前記第一本体部の径方向内側の壁面に対向して前記第一の回転子と同軸に設けられた第二の回転子と、前記固定子を径方向外側から取り囲む周壁、前記周壁に連結され、前記固定子と前記第一の回転子と前記第二の回転子の軸方向一方側を覆う第一内壁、前記周壁に連結され、前記固定子と前記第一の回転子と前記第二の回転子の軸方向他方側を覆う第二内壁、前記周壁に連結され、間隔を空けて前記第一内壁の軸方向一方側を覆う第一外壁、及び前記周壁に連結され、間隔を空けて前記第二内壁の軸方向他方側を覆う第二外壁を有した筐体と、前記筐体の内部に配置され、冷却ガスを送り出すファンと、前記筐体の内部に配置され、前記冷却ガスが通過する熱交換器とを備え、前記第一本体部は、前記第二の回転子と前記第一内壁との軸方向の間を、軸方向一方側の端部から径方向内側に延出し、前記回転軸に固定された第一端板、及び前記第二の回転子と前記第二内壁との軸方向の間を、軸方向他方側の端部から径方向内側に延出し、前記回転軸に固定された第二端板を有し、前記第一端板は、径方向外側の部分に軸方向に貫通した第一貫通孔を有し、前記第二端板は、径方向外側の部分に軸方向に貫通した第二貫通孔を有し、前記第一本体部と前記第二の回転子との間に、前記第一貫通孔及び前記第二貫通孔に連通した第一冷却流路が形成され、前記第一本体部と前記固定子との間に、第二冷却流路が形成され、前記第一内壁は、前記第一冷却流路に連通し、軸方向に貫通した第一内壁内側貫通孔、及び前記第二冷却流路と前記固定子磁石冷却流路に連通し、前記第一内壁内側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁外側貫通孔を有し、前記第二内壁は、前記第一冷却流路に連通し、軸方向に貫通した第二内壁内側貫通孔、及び前記第二冷却流路と前記固定子磁石冷却流路に連通し、前記第二内壁内側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁外側貫通孔を有し、前記ファンは、前記第一内壁と前記第一外壁との間、及び前記第二内壁と前記第二外壁との間の一方または双方に配置され、前記熱交換器は、前記第一内壁と前記第一外壁との間、及び前記第二内壁と前記第二外壁との間の一方または双方に配置され、前記第一冷却流路と、前記第二冷却流路及び前記固定子磁石冷却流路とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっているものである。
　本願に開示される回転電機によれば、固定子コイルと固定子磁石との間に設けられ、軸方向に貫通した固定子磁石冷却流路を有した固定子と、第一の回転子と、第二の回転子とを備え、第一の回転子の筒状の第一本体部と第二の回転子との間に、第一の回転子が有した第一端板の第一貫通孔及び第一の回転子が有した第二端板の第二貫通孔に連通した第一冷却流路が形成され、第一本体部と固定子との間に第二冷却流路が形成され、第一冷却流路と、第二冷却流路及び固定子磁石冷却流路とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっているため、第一の回転子及び第二の回転子に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇を抑制することができる。第一の回転子及び第二の回転子に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇が抑制されるため、回転電機の稼働時の温度上昇が抑制されるので、回転電機の出力を増加させることができる。
実施の形態１に係る回転電機の断面を示す模式図である。 実施の形態１に係る回転電機の要部を示す模式図である。 実施の形態１に係る回転電機の別の断面を示す模式図である。 実施の形態１に係る回転電機の低速回転子を示す模式図である。 実施の形態１に係る回転電機の別の低速回転子を示す模式図である。 実施の形態１に係る回転電機の筐体の要部を示す模式図である。 実施の形態１に係る回転電機の別の筐体の要部を示す模式図である。 実施の形態１に係る別の回転電機の断面を示す模式図である。 実施の形態２に係る回転電機の断面を示す模式図である。 実施の形態２に係る別の回転電機の断面を示す模式図である。 実施の形態３に係る回転電機の断面を示す模式図である。 実施の形態３に係る別の回転電機の断面を示す模式図である。 実施の形態３に係る別の回転電機の断面を示す模式図である。 実施の形態４に係る回転電機の断面を示す模式図である。 実施の形態４に係る別の回転電機の断面を示す模式図である。 実施の形態５に係る回転電機の断面を示す模式図である。 実施の形態５に係る回転電機の要部を示す模式図である。 実施の形態５に係る回転電機の低速回転子を示す模式図である。 実施の形態５に係る回転電機の別の低速回転子を示す模式図である。 実施の形態５に係る回転電機の筐体の要部を示す模式図である。 実施の形態５に係る回転電機の別の筐体の要部を示す模式図である。 実施の形態５に係る別の回転電機の断面を示す模式図である。
　以下、本願の実施の形態による回転電機を図に基づいて説明する。なお、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
　図１は実施の形態１に係る回転電機１００の断面を示す模式図で、回転軸４０に垂直な断面を示す図、図２は回転電機１００の要部を示す模式図で、図１の破線で囲まれた箇所を拡大して示した図、図３は回転電機１００の別の断面を示す模式図で、図１のＡ－Ａ断面位置で切断した図、図４は回転電機１００の低速回転子２０の部分を示す模式図で、第一端板２２ａの側を示す図、図５は回転電機１００の別の低速回転子２０の部分を示す模式図で、第一端板２２ａの側を示す図、図６は回転電機１００の筐体４５の要部を示す模式図で、第一内壁４５ｂを示す図、図７は回転電機１００の別の筐体４５の要部を示す模式図で、第一内壁４５ｂを示す図、図８は実施の形態１に係る別の回転電機１００の断面を示す模式図で、図３と同等の位置で切断した図である。本願における回転電機１００は、固定子１０、第１の回転子である低速回転子２０、及び第２の回転子である高速回転子３０を備えた、磁気ギアード発電機として知られている回転電機である。
＜回転電機１００＞
　回転電機１００は、図１に示すように、回転電機１００の回転の中心である回転軸４０と、回転軸４０を取り囲む円環状の固定子１０と、固定子１０の内側に固定子１０と同軸に設けられた低速回転子２０と、低速回転子２０の内側に対向して低速回転子２０と同軸に設けられた高速回転子３０とを備える。まず、回転電機１００の一般的な構造と動作を説明する。
　固定子１０は、図２に示すように、固定子鉄心１３、固定子コイル１１、および固定子磁石１２を備える。円環状の固定子鉄心１３は、回転軸４０についての径方向内側に開口した固定子スロット１３ａと固定子ティース１３ｂを周方向に交互に等間隔で複数備える。複数の固定子スロット１３ａは、それぞれが固定子コイル１１と固定子磁石１２を備える。固定子コイル１１は、固定子スロット１３ａの底部の側に配置される。固定子磁石１２は、固定子スロット１３ａの開口した側に配置される。固定子磁石１２は、径方向に同じ磁極方向になるように着磁されている。固定子磁石１２は、例えばネオジウム焼結磁石であるが、これに限るものではない。固定子磁石１２の内径側をＮ極とすると、隣接した固定子ティース１３ｂの内径側はＳ極となり、固定子スロット１３ａの数と同じ数の極対数Ｎｓが形成される。第１の固定子冷却部である固定子磁石冷却流路１５は、固定子コイル１１と固定子磁石１２との間に設けられる。固定子磁石冷却流路１５は、軸方向に貫通して設けられる。固定子コイル１１と固定子磁石１２とは、固定子磁石冷却流路１５を介して対向する。固定子コイル１１及び固定子磁石１２は、例えば固定子スロット１３ａの壁面に接着して固定されるが、これらの固定方法はこれに限るものではない。固定子１０等が有する冷却ガスの流路については後述する。
　低速回転子２０は、固定子１０の内周側に固定子磁石１２に対向して、狭小な第一間隙６１を介して固定子１０と同軸に設けられる。低速回転子２０は、回転軸４０と一体回転する。低速回転子２０は、筒状の第一本体部２６と、周方向に間隔を空けて第一本体部に配置された複数の磁極片２１とを有し、外部からの動力により低速で回転する。本実施の形態では、磁極片２１は等間隔に配置される。この磁極片２１の数を、ＮＬとする。磁極片２１は、絶縁材２５を介して第一本体部２６に固定される。磁極片２１と第一本体部２６とは絶縁されている。
　高速回転子３０は、第一本体部２６の径方向内側の壁面に対向して、狭小な第二間隙６２を介して低速回転子２０と同軸に設けられる。高速回転子３０は、筒状の第二本体部３５と、第二本体部３５の外周部に周方向に間隔を空けて配置された複数の永久磁石である高速回転子磁石３１とを有し、Ｎｈの極対数が形成される。本実施の形態では、高速回転子磁石３１は等間隔に配置される。第一間隙６１及び第二間隙６２のそれぞれの大きさは、例えば数ｍｍである。
　Ｎｓ、ＮＬ、Ｎｈの関係が、ＮＬ＝Ｎｓ±Ｎｈを満足すれば、固定子磁石１２と高速回転子磁石３１の磁力の相互作用により、低速回転子２０に負のトルクが発生する。これに対して低速回転子２０を外部からの動力により回転させることで、低速回転子２０に入力を得ることができる。低速回転子２０の入力に対して、高速回転子３０をフリーランさせるように固定子コイル１１に固定子電流を流せば、高速回転子３０は低速回転子２０のＮＬ／Ｎｈ倍の回転速度で回転する。高速回転子３０が低速回転子２０のＮＬ／Ｎｈ倍速で回転すると、固定子コイル１１に誘導起電力が発生する。誘導起電力の発生により、固定子コイル１１から発電電力が出力される。
　次に、回転電機１００が備えるその他の構成要素について説明する。回転電機１００は、図３に示すように、ファン４３、熱交換器４４、及び固定子１０と低速回転子２０と高速回転子３０とを収容する筐体４５を備える。ファン４３は、筐体４５の内部に配置され、冷却ガスを送り出す。熱交換器４４は、筐体４５の内部に配置され、ファン４３から送り出された冷却ガスが通過する。冷却ガスは筐体４５の内部を循環し、冷却ガスの通過する箇所が冷却ガスの流路となる。また、回転電機１００を洋上風力発電装置に適用する場合、回転電機１００の外部に突出した回転軸４０にタービンブレード４１が取り付けられる。
　筐体４５は、周壁４５ａ、第一内壁４５ｂ、第二内壁４５ｃ、第一外壁４５ｄ、第二外壁４５ｅを備える。周壁４５ａは、固定子１０を径方向外側から取り囲む。第一内壁４５ｂは、周壁４５ａに連結され、固定子１０と低速回転子２０と高速回転子３０の軸方向一方側を覆う。第二内壁４５ｃは、周壁４５ａに連結され、固定子１０と低速回転子２０と高速回転子３０の軸方向他方側を覆う。第一外壁４５ｄは、周壁４５ａに連結され、間隔を空けて第一内壁４５ｂの軸方向一方側を覆う。第二外壁４５ｅは、周壁４５ａに連結され、間隔を空けて第二内壁４５ｃの軸方向他方側を覆う。第一内壁４５ｂ、第二内壁４５ｃ、及び第二外壁４５ｅのそれぞれは、軸受４２を介して回転軸４０に連結される。
＜回転電機１００の冷却ガス流路＞
　回転電機１００の内部に形成される冷却ガスの流路について説明する。流路の説明と共に、流路が形成される各部位を説明する。第一本体部２６は、第一端板２２ａ及び第二端板２２ｂを有する。第一端板２２ａは、高速回転子３０と第一内壁４５ｂとの軸方向の間を、第一本体部２６の軸方向一方側の端部から径方向内側に延出し、回転軸４０に固定される。第二端板２２ｂは、高速回転子３０と第二内壁４５ｃとの軸方向の間を、第一本体部２６の軸方向他方側の端部から径方向内側に延出し、回転軸４０に固定される。第一端板２２ａは、径方向外側の部分に、軸方向に貫通した第一貫通孔２３ａを有する。第二端板２２ｂは、径方向外側の部分に、軸方向に貫通した第二貫通孔２３ｂを有する。これらの貫通孔は、各端板の半径の３／４より径方向外側の部分に形成される。各貫通孔は、図３においてハッチングされていない箇所である。以下の断面図でも各部が備える貫通孔は、ハッチングされていない箇所として示す。
　第一本体部２６と高速回転子３０との間に、第一貫通孔２３ａ及び第二貫通孔２３ｂに連通した第一冷却流路７１が形成され、第一本体部２６と固定子１０との間に、第二冷却流路７２が形成される。第一冷却流路７１は、第二間隙６２の部分であり、第二冷却流路７２は、第一間隙６１の部分である。
　第一内壁４５ｂは、第一冷却流路７１に連通し、軸方向に貫通した第一内壁内側貫通孔４７ａ、及び第二冷却流路７２と固定子磁石冷却流路１５に連通し、第一内壁内側貫通孔４７ａよりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁外側貫通孔４７ｂを有する。第二内壁４５ｃは、第一冷却流路７１に連通し、軸方向に貫通した第二内壁内側貫通孔４８ａ、及び第二冷却流路７２と固定子磁石冷却流路１５に連通し、第二内壁内側貫通孔４８ａよりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁外側貫通孔４８ｂを有する。
　第一内壁４５ｂと第一外壁４５ｄとの間に、第一内壁外側貫通孔４７ｂと第一内壁内側貫通孔４７ａとの間を連通した冷却ガスの一方側壁内流路７３が形成され、第二内壁４５ｃと第二外壁４５ｅとの間に、第二内壁外側貫通孔４８ｂと第二内壁内側貫通孔４８ａとの間を連通した冷却ガスの他方側壁内流路７４が形成される。
　ファン４３は、第一内壁４５ｂと第一外壁４５ｄとの間、及び第二内壁４５ｃと第二外壁４５ｅとの間の一方または双方に配置される。熱交換器４４は、第一内壁４５ｂと第一外壁４５ｄとの間、及び第二内壁４５ｃと第二外壁４５ｅとの間の一方または双方に配置される。本実施の形態では、ファン４３は一方側壁内流路７３の内部に配置され、冷却ガスを送り出す。熱交換器４４は、他方側壁内流路７４の内部に配置される。ファン４３と熱交換器４４の配置はこれに限るものではなく、配置される流路は逆であっても構わない。ファン４３と熱交換器４４をそれぞれの流路に分けて配置した場合、回転電機１００の製造時にファン４３と熱交換器４４とが干渉することなくそれぞれの流路に固定できるので、回転電機１００の生産性を向上させることができる。また、図８に示すように、ファン４３及び熱交換器４４を一方側壁内流路７３の内部に配置しても構わない。ファン４３と熱交換器４４とを同じ流路である一方側壁内流路７３に配置した場合、ファン４３と熱交換器４４をタービンブレード４１と反対側に集約できるので、回転電機１００の軸方向の大きさを小型化することができる。
　図３を用いて、冷却ガスの流れを説明する。ファン４３から送り出された冷却ガスは、矢印で示すように、第一冷却流路７１、他方側壁内流路７４、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５、一方側壁内流路７３の順に流れる。冷却ガスは、他方側壁内流路７４において熱交換器４４を通過する。図３には、２種類の矢印を示している。矢の側とは反対側が丸の矢印５１は、熱交換器４４で放熱されことにより温度が比較的低くなった冷却ガスの流れを示す矢印である。矢の側とは反対側が四角の矢印５２は、各部から受熱したことにより温度が比較的高くなった冷却ガスの流れを示す矢印である。第一冷却流路７１と、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向は異なっている。冷却ガスの流れる方向はこれに限るものではなく、冷却ガスが逆方向に流れても構わない。冷却ガスが逆方向に流れても、第一冷却流路７１と、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向は異なっている。
　上述した冷却ガスの流れにより得られる効果について説明する。磁極片２１は、回転電機１００の稼働に伴って発熱する。磁極片２１で発生した熱は絶縁材２５に伝わり、絶縁材２５は昇温する。絶縁材２５には予め定められた許容温度があり、許容温度を超過すると絶縁性能が劣化し、寿命が短縮するおそれがある。絶縁材２５の昇温を緩和する方策の一つとして、回転電機１００内の循環風量を増加させることが挙げられる。しかし、第一間隙６１と第二間隙６２は非常に狭小であるため、必要な風量を確保するためには大型のファンが必要になる。大型のファンの設置は、コストパフォーマンスの面で問題がある。また、第一間隙６１と第二間隙６２で冷却ガスが同じ方向に並流する通風方式の場合、第一間隙６１と第二間隙６２の冷却ガス温度はともに上流側の温度が低く、下流側の温度が高くなるため、低速回転子２０の最高温度を低減するには効率が悪い。
　冷却ガスの流れを図３または図８に示した構成にすることで、第一間隙６１と第二間隙６２で冷却ガスが逆方向に流れるため、低速回転子２０の最高温度を効率よく低減することができる。また、低速回転子２０及び高速回転子３０に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇を抑制することができる。また、ファンの大型化を回避しつつ、低速回転子２０の最高温度を低減することができるため、低速回転子２０の絶縁材２５に起因した不具合を抑制することができる。絶縁材２５の不具合が抑制されるため、回転電機１００の信頼性を向上させることができる。また、回転電機１００の出力のボトルネックが低速回転子２０の温度であるならば、回転電機１００の稼働時の温度上昇が抑制されるため、回転電機１００の出力を増加させることができる。また、固定子１０内に形成された固定子磁石冷却流路１５にも冷却ガスが流れるので、固定子１０も効率よく冷却することができる。
　図３及び図８は断面図であるため、第一端板２２ａの第一貫通孔２３ａ、及び第二端板２２ｂの第二貫通孔２３ｂはそれぞれ一つのみを示したが、第一貫通孔２３ａ及び第二貫通孔２３ｂの数は一つに限るものではない。図４に示すように、間隔を空けて第一貫通孔２３ａを複数設けても構わない。また、第一貫通孔２３ａ及び第二貫通孔２３ｂのそれぞれの形状は円形に限るものではなく、図５に示すように、第一端板２２ａの外周に沿うように複数の貫通孔を連結させた形状でも構わない。第一端板２２ａの例のみを示したが、第二端板２２ｂの第二貫通孔２３ｂについても同様である。
　図３及び図８は断面図であるため、第一内壁内側貫通孔４７ａ、第一内壁外側貫通孔４７ｂ、第二内壁内側貫通孔４８ａ、及び第二内壁外側貫通孔４８ｂはそれぞれ一つのみを示したが、第一内壁内側貫通孔４７ａ、第一内壁外側貫通孔４７ｂ、第二内壁内側貫通孔４８ａ、及び第二内壁外側貫通孔４８ｂの数は一つに限るものではない。図６に示すように、間隔を空けて第一内壁内側貫通孔４７ａ及び第一内壁外側貫通孔４７ｂを複数設けても構わない。また、第一内壁内側貫通孔４７ａ、第一内壁外側貫通孔４７ｂ、第二内壁内側貫通孔４８ａ、及び第二内壁外側貫通孔４８ｂのそれぞれの形状は円形に限るものではなく、図７に示すように、第一内壁４５ｂの外周に沿うように複数の貫通孔を連結させた形状でも構わない。第一内壁４５ｂの例のみを示したが、第二内壁４５ｃの第二内壁内側貫通孔４８ａ及び第二内壁外側貫通孔４８ｂについても同様である。また、ファン４３及び熱交換器４４の数も一つに限るものではなく、例えば複数の第一内壁内側貫通孔４７ａに対応したそれぞれの位置にファン４３を設けても構わない。
＜バッフル＞
　回転電機１００に、冷却ガスが径方向に流れるのを抑制するバッフルを設けても構わない。回転電機１００の各部が軸方向に相互に接近している場合、バッフルを設けなくても冷却ガスは径方向に流れにくいため、バッフルを設けなくても構わない。回転電機１００の各部が軸方向に相互に接近していない場合、バッフルを設けることで冷却ガスが径方向に流れるのを抑制することができる。冷却ガスが径方向に流れるのを抑制することで、第一冷却流路７１、第二冷却流路７２、及び固定子磁石冷却流路１５に冷却ガスを効率よく流すことができる。
　バッフルの構成について説明する。バッフルは、例えば、金属または樹脂で作製される。第一バッフル４６ａは、筒状に形成され、高速回転子３０の軸方向一方側と第一端板２２ａとの間において、第一貫通孔２３ａよりも径方向内側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第二バッフル４６ｂは、筒状に形成され、高速回転子３０の軸方向他方側と第二端板２２ｂとの間において、第二貫通孔２３ｂよりも径方向内側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第一バッフル４６ａは、高速回転子３０または第一端板２２ａに固定される。第二バッフル４６ｂは、高速回転子３０または第二端板２２ｂに固定される。
　第三バッフル４６ｃは、筒状に形成され、第一端板２２ａの軸方向一方側と第一内壁４５ｂとの間において、第一内壁内側貫通孔４７ａ及び第一貫通孔２３ａよりも径方向内側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第四バッフル４６ｄは、筒状に形成され、第二端板２２ｂの軸方向他方側と第二内壁４５ｃとの間において、第二内壁内側貫通孔４８ａ及び第二貫通孔２３ｂよりも径方向内側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第三バッフル４６ｃは、第一端板２２ａまたは第一内壁４５ｂに固定される。第四バッフル４６ｄは、第二端板２２ｂまたは第二内壁４５ｃに固定される。
　第五バッフル４６ｅは、筒状に形成され、低速回転子２０の軸方向一方側の端面と第一内壁４５ｂとの間において、第一内壁外側貫通孔４７ｂよりも径方向内側、かつ第一貫通孔２３ａ及び第一内壁内側貫通孔４７ａよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第六バッフル４６ｆは、筒状に形成され、低速回転子２０の軸方向他方側の端面と第二内壁４５ｃとの間において、第二内壁外側貫通孔４８ｂよりも径方向内側、かつ第二貫通孔２３ｂ及び第二内壁内側貫通孔４８ａよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第五バッフル４６ｅは、第一端板２２ａまたは第一内壁４５ｂに固定され、第六バッフル４６ｆは、第二端板２２ｂまたは第二内壁４５ｃに固定される。
　以上のように、実施の形態１による回転電機１００は、固定子コイル１１と固定子磁石１２との間に設けられ、軸方向に貫通した固定子磁石冷却流路１５を有した固定子１０と、低速回転子２０と、高速回転子３０とを備え、低速回転子２０の筒状の第一本体部２６と高速回転子３０との間に、第一端板２２ａの第一貫通孔２３ａ及び第二端板２２ｂの第二貫通孔２３ｂに連通した第一冷却流路７１が形成され、第一本体部２６と固定子１０との間に第二冷却流路７２が形成され、第一冷却流路７１と、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっているため、低速回転子２０及び高速回転子３０に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇を抑制することができる。低速回転子２０及び高速回転子３０に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇が抑制されるため、回転電機１００の稼働時の温度上昇が抑制されるので、回転電機１００の出力を増加させることができる。また、固定子１０内に形成された固定子磁石冷却流路１５にも冷却ガスが流れるので、固定子１０も効率よく冷却することができる。
　第一貫通孔２３ａよりも径方向内側に配置され、固定子１０と同軸に設けられた第一バッフル４６ａ、及び第二貫通孔２３ｂよりも径方向内側に配置され、固定子１０と同軸に設けられた第二バッフル４６ｂを備えた場合、冷却ガスが径方向に流れるのを抑制することができるので、第一冷却流路７１に冷却ガスを効率よく流すことができる。また、第一内壁内側貫通孔４７ａ及び第一貫通孔２３ａよりも径方向内側に配置され、固定子１０と同軸に設けられた第三バッフル４６ｃ、及び第二内壁内側貫通孔４８ａ及び第二貫通孔２３ｂよりも径方向内側に配置され、固定子１０と同軸に設けられた第四バッフル４６ｄを備えた場合、冷却ガスが径方向に流れるのを抑制することができるので、第一冷却流路７１に冷却ガスを効率よく流すことができる。第一内壁外側貫通孔４７ｂよりも径方向内側、かつ第一貫通孔２３ａ及び第一内壁内側貫通孔４７ａよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられた第五バッフル４６ｅ、及び第二内壁外側貫通孔４８ｂよりも径方向内側、かつ第二貫通孔２３ｂ及び第二内壁内側貫通孔４８ａよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられた第六バッフル４６ｆを備えた場合、冷却ガスが径方向に流れるのを抑制することができるので、第一冷却流路７１、第二冷却流路７２、及び固定子磁石冷却流路１５に冷却ガスを効率よく流すことができる。
　第一内壁４５ｂと第一外壁４５ｄとの間に、第一内壁外側貫通孔４７ｂと第一内壁内側貫通孔４７ａとの間を連通した冷却ガスの一方側壁内流路７３が形成され、ファン４３が一方側壁内流路７３の内部に配置され、第二内壁４５ｃと第二外壁４５ｅとの間に、第二内壁外側貫通孔４８ｂと第二内壁内側貫通孔４８ａとの間を連通した冷却ガスの他方側壁内流路７４が形成され、熱交換器４４が他方側壁内流路７４の内部に配置されている場合、回転電機１００の製造時にファン４３と熱交換器４４とが干渉することなくそれぞれの流路に固定できるので、回転電機１００の生産性を向上させることができる。
　第一内壁４５ｂと第一外壁４５ｄとの間に、第一内壁外側貫通孔４７ｂと第一内壁内側貫通孔４７ａとの間を連通した冷却ガスの一方側壁内流路７３が形成され、ファン４３及び熱交換器４４が一方側壁内流路７３の内部に配置され、第二内壁４５ｃと第二外壁４５ｅとの間に、第二内壁外側貫通孔４８ｂと第二内壁内側貫通孔４８ａとの間を連通した冷却ガスの他方側壁内流路７４が形成されている場合、回転電機１００の軸方向の大きさを小型化することができる。
実施の形態２．
　実施の形態２に係る回転電機１００について説明する。図９は実施の形態２に係る回転電機１００の断面を示す模式図で、図１のＡ－Ａ断面位置と同等の位置で切断した図、図１０は実施の形態２に係る別の回転電機１００の断面を示す模式図である。実施の形態２に係る回転電機１００は、固定子鉄心１３が第２の固定子冷却部である固定子鉄心冷却流路１４を有した構成になっている。
　固定子鉄心１３は、固定子コイル１１よりも径方向外側に設けられ、軸方向に貫通した固定子鉄心冷却流路１４を有する。第一内壁４５ｂは、固定子鉄心冷却流路１４に連通し、第一内壁外側貫通孔４７ｂよりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁外側第二貫通孔４７ｃを有する。第二内壁４５ｃは、固定子鉄心冷却流路１４に連通し、第二内壁外側貫通孔４８ｂよりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁外側第二貫通孔４８ｃを有する。
　第一内壁４５ｂと第一外壁４５ｄとの間に、第一内壁外側貫通孔４７ｂ及び第一内壁外側第二貫通孔４７ｃと、第一内壁内側貫通孔４７ａとの間を連通した冷却ガスの一方側壁内流路７３が形成される。第二内壁４５ｃと第二外壁４５ｅとの間に、第二内壁外側貫通孔４８ｂ及び第二内壁外側第二貫通孔４８ｃと、第二内壁内側貫通孔４８ａとの間を連通した冷却ガスの他方側壁内流路７４が形成される。ファン４３は、一方側壁内流路７３の内部に配置され、冷却ガスを送り出す。熱交換器４４は、他方側壁内流路７４の内部に配置される。ファン４３と熱交換器４４の配置はこれに限るものではなく、配置される流路は逆であっても構わない。
　図９を用いて、冷却ガスの流れを説明する。ファン４３から送り出された冷却ガスは、矢印で示すように、第一冷却流路７１、他方側壁内流路７４、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５及び固定子鉄心冷却流路１４、一方側壁内流路７３の順に流れる。冷却ガスは、他方側壁内流路７４において熱交換器４４を通過する。第一冷却流路７１と、第二冷却流路７２、固定子磁石冷却流路１５、及び固定子鉄心冷却流路１４とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向は異なっている。冷却ガスの流れる方向はこれに限るものではなく、冷却ガスが逆方向に流れても構わない。冷却ガスが逆方向に流れても、第一冷却流路７１と、第二冷却流路７２、固定子磁石冷却流路１５、及び固定子鉄心冷却流路１４とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向は異なっている。
　このように構成することで、固定子鉄心冷却流路１４により固定子１０の径方向の外側を効率よく冷却することができる。固定子１０の径方向の外側を効率よく冷却できるので、固定子１０の径方向の温度分布のばらつき拡大を抑制することができる。固定子１０の径方向の内側は、固定子磁石冷却流路１５により効率よく冷却される。
　回転電機１００に、バッフルを追加して設けても構わない。第一固定子バッフル４６ｇは、固定子鉄心１３の軸方向一方側と第一内壁４５ｂとの間において、固定子鉄心冷却流路１４及び第一内壁外側第二貫通孔４７ｃよりも径方向内側、かつ第一内壁外側貫通孔４７ｂよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第二固定子バッフル４６ｈは、固定子鉄心１３の軸方向他方側と第二内壁４５ｃとの間において、固定子鉄心冷却流路１４及び第二内壁外側第二貫通孔４８ｃよりも径方向内側、かつ第二内壁外側貫通孔４８ｂよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第一固定子バッフル４６ｇは、固定子１０または第一内壁４５ｂ、もしくはその両方に固定される。第二固定子バッフル４６ｈは、固定子１０または第二内壁４５ｃ、もしくはその両方に固定される。このように構成することで、冷却ガスが径方向に流れるのを抑制することができるので、固定子鉄心冷却流路１４に冷却ガスを効率よく流すことができる。
　なお、図１０に示すように、ファン４３及び熱交換器４４を一方側壁内流路７３の内部に配置しても構わない。ファン４３と熱交換器４４とを同じ流路に配置した場合、ファン４３と熱交換器４４をタービンブレード４１と反対側に集約できるので、回転電機１００の軸方向の大きさを小型化することができる。
　以上のように、実施の形態２による回転電機１００は、固定子鉄心１３が、固定子コイル１１よりも径方向外側に設けられ、軸方向に貫通した固定子鉄心冷却流路１４を有したため、固定子鉄心冷却流路１４により固定子１０の径方向の外側を効率よく冷却することができるので、固定子１０の径方向の温度分布のばらつき拡大及び温度上昇を抑制することができる。固定子１０に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇が抑制されるため、回転電機１００の稼働時の温度上昇が抑制されるので、回転電機１００の出力を増加させることができる。
　第一内壁４５ｂと第一外壁４５ｄとの間に、第一内壁外側貫通孔４７ｂ及び第一内壁外側第二貫通孔４７ｃと、第一内壁内側貫通孔４７ａとの間を連通した冷却ガスの一方側壁内流路７３が形成され、ファン４３及び熱交換器４４が一方側壁内流路７３の内部に配置され、第二内壁４５ｃと第二外壁４５ｅとの間に、第二内壁外側貫通孔４８ｂ及び第二内壁外側第二貫通孔４８ｃと、第二内壁内側貫通孔４８ａとの間を連通した冷却ガスの他方側壁内流路７４が形成されている場合、回転電機１００の軸方向の大きさを小型化することができる。
　固定子鉄心冷却流路１４及び第一内壁外側第二貫通孔４７ｃよりも径方向内側、かつ第一内壁外側貫通孔４７ｂよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられた第一固定子バッフル４６ｇ、及び固定子鉄心冷却流路１４及び第二内壁外側第二貫通孔４８ｃよりも径方向内側、かつ第二内壁外側貫通孔４８ｂよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられた第二固定子バッフル４６ｈを備えた場合、冷却ガスが径方向に流れるのを抑制することができるので、固定子鉄心冷却流路１４に冷却ガスを効率よく流すことができる。
実施の形態３．
　実施の形態３に係る回転電機１００について説明する。図１１は実施の形態３に係る回転電機１００の断面を示す模式図で、図１のＡ－Ａ断面位置と同等の位置で切断した図、図１２は実施の形態３に係る別の回転電機１００の断面を示す模式図、図１３は実施の形態３に係る別の回転電機１００の断面を示す模式図である。なお、固定子１０の部分については、径方向内側は固定子スロット１３ａの部分、径方向外側は固定子ティース１３ｂの部分の断面を示す。実施の形態３に係る回転電機１００は、固定子１０及び低速回転子２０が径方向に貫通した通風路を有した構成になっている。
　固定子鉄心１３は、固定子鉄心１３の軸方向の中心部において、第二冷却流路７２と固定子鉄心冷却流路１４との間を径方向に貫通し、第二冷却流路７２と固定子鉄心冷却流路１４と固定子磁石冷却流路１５とを連通した固定子通風路１６を有する。固定子通風路１６は、図２に示すように、固定子ティース１３ｂに形成される。第一本体部２６は、第一本体部２６の軸方向の中心部において、第一冷却流路７１と第二冷却流路７２との間を径方向に貫通し、第一冷却流路７１と第二冷却流路７２とを連通した第一の回転子通風路である低速回転子通風路２４を有する。固定子通風路１６の数は、一つに限るものではない。固定子通風路１６は、周方向に異なる位置の固定子ティース１３ｂのそれぞれに設けても構わない。同様に低速回転子通風路２４は、第一本体部２６の周方向の異なる位置に複数設けても構わない。
　第一内壁４５ｂと第一外壁４５ｄとの間に、第一内壁内側貫通孔４７ａに連通した一方側第一壁内流路８０ａと、第一内壁外側第二貫通孔４７ｃに連通した一方側第二壁内流路８０ｂと、一方側第一壁内流路８０ａ及び一方側第二壁内流路８０ｂと第一内壁外側貫通孔４７ｂとを連通した一方側第三壁内流路８０ｃとが形成される。第二内壁４５ｃと第二外壁４５ｅとの間に、第二内壁内側貫通孔４８ａに連通した他方側第一壁内流路８１ａと、第二内壁外側第二貫通孔４８ｃに連通した他方側第二壁内流路８１ｂと、他方側第一壁内流路８１ａ及び他方側第二壁内流路８１ｂと第二内壁外側貫通孔４８ｂとを連通した他方側第三壁内流路８１ｃとが形成される。
　ファン４３である第一のファン４３ａ及び熱交換器４４である第一の熱交換器４４ａは、一方側第三壁内流路８０ｃに配置される。ファン４３である第二のファン４３ｂ及び熱交換器４４である第二の熱交換器４４ｂは、他方側第三壁内流路８１ｃに配置される。
　第一のファン４３ａが第一内壁外側貫通孔４７ｂの側に向けて冷却ガスを送り出すと共に、第二のファン４３ｂが第二内壁外側貫通孔４８ｂの側に向けて冷却ガスを送り出す。図１１に示した矢印５１及び矢印５２は、この場合の冷却ガスの流れを示すものである。なお冷却ガスの流れはこれに限るものではなく、第一のファン４３ａが第一内壁外側貫通孔４７ｂの側とは反対側に向けて冷却ガスを送り出すと共に、第二のファン４３ｂが第二内壁外側貫通孔４８ｂの側とは反対側に向けて冷却ガスを送り出してもよい。この場合、冷却ガスは図１１に示した矢印とは逆方向に流れる構成になる。
　図１１を用いて、冷却ガスの流れを説明する。第一のファン４３ａから送り出された冷却ガスから、２つの流路が形成される。１つは、第二冷却流路７２、低速回転子通風路２４、第一冷却流路７１、一方側第一壁内流路８０ａ、一方側第三壁内流路８０ｃの順に流れる。もう１つは、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５、固定子通風路１６、固定子鉄心冷却流路１４、一方側第二壁内流路８０ｂ、一方側第三壁内流路８０ｃの順に流れる。第二のファン４３ｂから送り出された冷却ガスからも、２つの流路が形成される。１つは、第二冷却流路７２、低速回転子通風路２４、第一冷却流路７１、他方側第一壁内流路８１ａ、他方側第三壁内流路８１ｃの順に流れる。もう１つは、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５、固定子通風路１６、固定子鉄心冷却流路１４、他方側第二壁内流路８１ｂ、他方側第三壁内流路８１ｃの順に流れる。冷却ガスは、一方側第三壁内流路８０ｃにおいて第一の熱交換器４４ａを通過し、他方側第三壁内流路８１ｃにおいて第二の熱交換器４４ｂを通過する。第一冷却流路７１及び固定子鉄心冷却流路１４と、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっている。
　このように構成することで、固定子通風路１６と低速回転子通風路２４の軸方向の両側における、第一冷却流路７１、固定子鉄心冷却流路１４、第二冷却流路７２、及び固定子磁石冷却流路１５のそれぞれの部分において逆方向に冷却ガスが流れるので、低速回転子２０、高速回転子３０、及び固定子１０に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇を抑制することができる。低速回転子２０、高速回転子３０、及び固定子１０に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇が抑制されるため、回転電機１００の稼働時の温度上昇が抑制されるので、回転電機１００の出力を増加させることができる。
　また、固定子磁石１２が、図１２に示すように、固定子磁石１２の軸方向の中心部において、第二冷却流路７２と固定子磁石冷却流路１５との間を径方向に貫通し、第二冷却流路７２と固定子磁石冷却流路１５とを連通した固定子磁石通風路１６ａを有し、固定子磁石通風路１６ａが、低速回転子通風路２４に連通している構成としてもよい。このように構成することで、径方向に流れる冷却ガスの流路が増えるので、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５に冷却ガスを流しやすくすることができる。
　図１２において、第一のファン４３ａの軸方向一方側に第一の熱交換器４４ａが配置され、第二のファン４３ｂの軸方向他方側に第二の熱交換器４４ｂが配置される。これらの配置はこれに限るものではなく、図１３に示すように、第一のファン４３ａの軸方向他方側に第一の熱交換器４４ａが配置され、第二のファン４３ｂの軸方向一方側に第二の熱交換器４４ｂが配置されても構わない。
　以上のように、実施の形態３による回転電機１００は、固定子鉄心１３が固定子鉄心１３の軸方向の中心部において、第二冷却流路７２と固定子鉄心冷却流路１４との間を径方向に貫通し、第二冷却流路７２と固定子鉄心冷却流路１４と固定子磁石冷却流路１５とを連通した固定子通風路１６を有し、第一本体部２６が第一本体部２６の軸方向の中心部において、第一冷却流路７１と第二冷却流路７２との間を径方向に貫通し、第一冷却流路７１と第二冷却流路７２とを連通した第一の回転子通風路である低速回転子通風路２４を有したため、固定子通風路１６と低速回転子通風路２４の軸方向の両側における、第一冷却流路７１、固定子鉄心冷却流路１４、第二冷却流路７２、及び固定子磁石冷却流路１５のそれぞれの部分において逆方向に冷却ガスが流れるので、低速回転子２０、高速回転子３０、及び固定子１０に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇を抑制することができる。低速回転子２０、高速回転子３０、及び固定子１０に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇が抑制されるため、回転電機１００の稼働時の温度上昇が抑制されるので、回転電機１００の出力を増加させることができる。
　固定子磁石１２が、固定子磁石１２の軸方向の中心部において、第二冷却流路７２と固定子磁石冷却流路１５との間を径方向に貫通し、第二冷却流路７２と固定子磁石冷却流路１５とを連通した固定子磁石通風路１６ａを有した場合、径方向に流れる冷却ガスの流路が増えるので、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５に冷却ガスを流しやすくすることができる。
実施の形態４．
　実施の形態４に係る回転電機１００について説明する。図１４は実施の形態４に係る回転電機１００の断面を示す模式図で、図１のＡ－Ａ断面位置と同等の位置で切断した図、図１５は実施の形態４に係る別の回転電機１００の断面を示す模式図である。実施の形態４に係る回転電機１００は、高速回転子３０が内部に流路を有した構成になっている。
　第二本体部３５は、第三端板３２ａ及び第四端板３２ｂを有する。第三端板３２ａは、第二本体部３５の軸方向の一方側の端部から径方向内側に延出し、回転軸４０に軸受４２を介して連結される。第四端板３２ｂは、第二本体部３５の軸方向の他方側の端部から径方向内側に延出し、回転軸４０に軸受４２を介して連結される。第三端板３２ａは、軸方向に貫通した第三貫通孔３３ａを有する。第四端板３２ｂは、軸方向に貫通した第四貫通孔３３ｂを有する。高速回転子３０の内部に、第三貫通孔３３ａ及び第四貫通孔３３ｂに連通した第三冷却流路７５が形成される。高速回転子３０は、第二本体部３５の軸方向の中心部において、第一冷却流路７１と第三冷却流路７５との間を径方向に貫通し、第一冷却流路７１と第三冷却流路７５とを連通した第二の回転子通風路である高速回転子通風路３４を有する。高速回転子通風路３４は、高速回転子３０の周方向の異なる位置に複数設けて構わない。
　第一端板２２ａは、第一貫通孔２３ａよりも径方向内側の径方向位置で第三貫通孔３３ａに連通し、軸方向に貫通した第一内側貫通孔２３ｃを有する。第二端板２２ｂは、第二貫通孔２３ｂよりも径方向内側の径方向位置で第四貫通孔３３ｂに連通し、軸方向に貫通した第二内側貫通孔２３ｄを有する。第一内壁４５ｂは、第三冷却流路７５に連通し、第一内壁内側貫通孔４７ａよりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁内側第二貫通孔４７ｄを有する。第二内壁４５ｃは、第三冷却流路７５に連通し、第二内壁内側貫通孔４８ａよりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁内側第二貫通孔４８ｄを有する。
　第一内壁４５ｂと第一外壁４５ｄとの間に、第一内壁内側貫通孔４７ａと第一内壁内側第二貫通孔４７ｄとの間を連通する冷却ガスの第一の一方側壁内流路８２ａが形成される。第一内壁４５ｂと第一外壁４５ｄとの間に、第一内壁外側貫通孔４７ｂと第一内壁外側第二貫通孔４７ｃとの間を連通する冷却ガスの第二の一方側壁内流路８２ｂが形成される。第二内壁４５ｃと第二外壁４５ｅとの間に、第二内壁内側貫通孔４８ａと第二内壁内側第二貫通孔４８ｄとの間を連通する第一の他方側壁内流路８２ｃが形成される。第二内壁４５ｃと第二外壁４５ｅとの間に、第二内壁外側貫通孔４８ｂと第二内壁外側第二貫通孔４８ｃとの間を連通する第二の他方側壁内流路８２ｄが形成される。
　ファンで４３ある第一の一方側ファン４３ｃ及び熱交換器４４である第一の一方側熱交換器４４ｃは、第一の一方側壁内流路８２ａに配置される。ファン４３である第二の一方側ファン４３ｄ及び熱交換器４４である第二の一方側熱交換器４４ｄは、第二の一方側壁内流路８２ｂに配置される。ファン４３である第一の他方側ファン４３ｅ及び熱交換器４４である第一の他方側熱交換器４４ｅは、第一の他方側壁内流路８２ｃに配置される。ファン４３である第二の他方側ファン４３ｆ及び熱交換器４４である第二の他方側熱交換器４４ｆは、第二の他方側壁内流路８２ｄに配置される。
　第一の一方側ファン４３ｃが第一内壁内側第二貫通孔４７ｄの側に向けて冷却ガスを送り出すと共に第二の一方側ファン４３ｄは第一内壁外側貫通孔４７ｂの側に向けて、第一の他方側ファン４３ｅは第二内壁内側第二貫通孔４８ｄの側に向けて、第二の他方側ファン４３ｆは第二内壁外側貫通孔４８ｂの側に向けて冷却ガスを送り出す。図１４に示した矢印５１及び矢印５２は、この場合の冷却ガスの流れを示すものである。なお冷却ガスの流れはこれに限るものではなく、第一の一方側ファン４３ｃが第一内壁内側第二貫通孔４７ｄの側とは反対側に向けて冷却ガスを送り出すと共に第二の一方側ファン４３ｄは第一内壁外側貫通孔４７ｂの側とは反対側に向けて、第一の他方側ファン４３ｅは第二内壁内側第二貫通孔４８ｄの側とは反対側に向けて、第二の他方側ファン４３ｆは第二内壁外側貫通孔４８ｂの側とは反対側に向けて冷却ガスを送り出してもよい。この場合、冷却ガスは図１４に示した矢印とは逆方向に流れる構成になる。
　図１４を用いて、冷却ガスの流れを説明する。第一の一方側ファン４３ｃから送り出された冷却ガスは、矢印で示すように、第三冷却流路７５、高速回転子通風路３４、第一冷却流路７１、第一の一方側壁内流路８２ａの順に流れる。第二の一方側ファン４３ｄから送り出された冷却ガスは、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５、固定子通風路１６及び固定子磁石通風路１６ａ、固定子鉄心冷却流路１４、第二の一方側壁内流路８２ｂの順に流れる。第一の他方側ファン４３ｅから送り出された冷却ガスは、第三冷却流路７５、高速回転子通風路３４、第一冷却流路７１、第一の他方側壁内流路８２ｃの順に流れる。第二の他方側ファン４３ｆから送り出された冷却ガスは、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５、固定子通風路１６及び固定子磁石通風路１６ａ、固定子鉄心冷却流路１４、第二の他方側壁内流路８２ｄの順に流れる。
　第一冷却流路７１及び固定子鉄心冷却流路１４と、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５及び第三冷却流路７５とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっている。固定子通風路１６、固定子磁石通風路１６ａ、及び高速回転子通風路３４の軸方向の両側における、第一冷却流路７１、第二冷却流路７２、第三冷却流路７５、固定子磁石冷却流路１５、及び固定子鉄心冷却流路１４のそれぞれの部分において逆方向に冷却ガスが流れる。
　このように構成することで、一つのファン４３から形成される冷却ガスの流路を実施の形態１及び２と比較して短縮することができる。回転電機１００の内部の冷却ガスの流路で発生する主たる圧力損失は、断面積の小さい第一冷却流路７１または第二冷却流路７２を冷却ガスが通過する際の摩擦損失である。冷却ガスの流路が短縮されるので、一つのファン４３に必要な昇圧量を低減することができる。また、高速回転子３０内に形成された第三冷却流路７５にも冷却ガスが流れるので、高速回転子３０をさらに効率よく冷却することができる。
　回転電機１００に、バッフルを追加して設けても構わない。第七バッフル４６ｉは、筒状に形成され、高速回転子３０の軸方向一方側と第一端板２２ａとの間において、第三貫通孔３３ａ及び第一内側貫通孔２３ｃよりも径方向内側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第八バッフル４６ｊは、筒状に形成され、高速回転子３０の軸方向他方側と第二端板２２ｂとの間において、第四貫通孔３３ｂ及び第二内側貫通孔２３ｄよりも径方向内側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第九バッフル４６ｋは、筒状に形成され、低速回転子２０の軸方向一方側と第一内壁４５ｂとの間において、第一内側貫通孔２３ｃ及び第一内壁内側第二貫通孔４７ｄよりも径方向内側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第十バッフル４６ｌは、筒状に形成され、低速回転子２０の軸方向他方側と第二内壁４５ｃとの間において、第二内側貫通孔２３ｄ及び第二内壁内側第二貫通孔４８ｄよりも径方向内側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。
　第七バッフル４６ｉは、高速回転子３０または第一端板２２ａに固定される。第八バッフル４６ｊは、高速回転子３０または第二端板２２ｂに固定される。第九バッフル４６ｋは、低速回転子２０または第一内壁４５ｂに固定される。第十バッフル４６ｌは、低速回転子２０または第二内壁４５ｃに固定される。
　図１４において、第一の一方側ファン４３ｃの軸方向一方側に第一の一方側熱交換器４４ｃが配置され、第二の一方側ファン４３ｄの軸方向一方側に第二の一方側熱交換器４４ｄが配置され、第一の他方側ファン４３ｅの軸方向他方側に第一の他方側熱交換器４４ｅが配置され、第二の他方側ファン４３ｆの軸方向他方側に第二の他方側熱交換器４４ｆが配置される。これらの配置はこれに限るものではなく、図１５に示すように、ファン４３と熱交換器４４の配置が軸方向で逆の配置であっても構わない。
　以上のように、実施の形態４による回転電機１００は、高速回転子３０の内部に第三貫通孔３３ａ及び第四貫通孔３３ｂに連通した第三冷却流路７５が形成され、高速回転子３０が第二本体部３５の軸方向の中心部において、第一冷却流路７１と第三冷却流路７５との間を径方向に貫通した高速回転子通風路３４を有し、４つのファン４３により第一冷却流路７１、第二冷却流路７２、第三冷却流路７５、固定子磁石冷却流路１５、及び固定子鉄心冷却流路１４を逆方向に流れる流路が形成されるため、一つのファン４３から形成される冷却ガスの流路を短縮することができるので、一つのファン４３に必要な昇圧量を低減することができる。一つのファン４３に必要な昇圧量を低減することができるため、低速回転子２０、高速回転子３０、及び固定子１０に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇を効率よく抑制することができる。低速回転子２０、高速回転子３０、及び固定子１０に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇が抑制されるため、回転電機１００の稼働時の温度上昇が抑制されるので、回転電機１００の出力を増加させることができる。
　回転電機１００が第七バッフル４６ｉ、第八バッフル４６ｊ、第九バッフル４６ｋ、及び第十バッフル４６ｌを備えた場合、冷却ガスが径方向に流れるのを抑制することができるので、第三冷却流路７５に冷却ガスを効率よく流すことができる。
実施の形態５．
　実施の形態５に係る回転電機１００について説明する。図１６は実施の形態５に係る回転電機１００の断面を示す模式図で、図１のＡ－Ａ断面位置と同等の位置で切断した図、図１７は回転電機１００の要部を示す模式図で、交差した流路を示す図、図１８は回転電機１００の低速回転子２０の部分を示す模式図で、第一端板２２ａの側を示す図、図１９は回転電機１００の別の低速回転子２０に部分を示す模式図で、第一端板２２ａの側を示す図、図２０は回転電機１００の筐体４５の要部を示す模式図で、第一内壁４５ｂを示す図、図２１は回転電機１００の別の筐体４５の要部を示す模式図で、第一内壁４５ｂを示す図、図２２は実施の形態５に係る別の回転電機１００の断面を示す模式図で、図１６と同等の位置で切断した図である。実施の形態５に係る回転電機１００は、高速回転子３０が内部に複数の流路を有した構成になっている。
　第三端板３２ａは、径方向の外側から内側に向かって順に、軸方向に貫通した第三貫通孔３３ａ、第三内側貫通孔３３ｃ、及び第三内側第二貫通孔３３ｅを有する。第四端板３２ｂは、径方向の外側から内側に向かって順に、軸方向に貫通した第四貫通孔３３ｂ、第四内側貫通孔３３ｄ、及び第四内側第二貫通孔３３ｆを有する。高速回転子３０の内部に、第三貫通孔３３ａ及び第四貫通孔３３ｂに連通した第三冷却流路７５、第三内側貫通孔３３ｃ及び第四内側貫通孔３３ｄに連通した第四冷却流路７６、及び第三内側第二貫通孔３３ｅ及び第四内側第二貫通孔３３ｆに連通した第五冷却流路７７が形成される。第三冷却流路７５と第四冷却流路７６と第五冷却流路７７とは、高速回転子３０の内部で仕切られている。
　第一端板２２ａは、第一貫通孔２３ａよりも径方向内側の径方向位置で第三貫通孔３３ａに連通し、軸方向に貫通した第一内側貫通孔２３ｃ、第一内側貫通孔２３ｃよりも径方向内側の径方向位置で第三内側貫通孔３３ｃに連通し、軸方向に貫通した第一内側第二貫通孔２３ｅ、及び第一内側第二貫通孔２３ｅよりも径方向内側の径方向位置で第三内側第二貫通孔３３ｅに連通し、軸方向に貫通した第一内側第三貫通孔２３ｇを有する。第二端板２２ｂは、第二貫通孔２３ｂよりも径方向内側の径方向位置で第四貫通孔３３ｂに連通し、軸方向に貫通した第二内側貫通孔２３ｄ、第二内側貫通孔２３ｄよりも径方向内側の径方向位置で第四内側貫通孔３３ｄに連通し、軸方向に貫通した第二内側第二貫通孔２３ｆ、及び第二内側第二貫通孔２３ｆよりも径方向内側の径方向位置で第四内側第二貫通孔３３ｆに連通し、軸方向に貫通した第二内側第三貫通孔２３ｈを有する。
　第一内壁４５ｂは、第四冷却流路７６に連通し、第一内壁内側第二貫通孔４７ｄよりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁内側第三貫通孔４７ｅ、及び第五冷却流路７７に連通し、第一内壁内側第三貫通孔４７ｅよりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁内側第四貫通孔４７ｆを有する。　第二内壁４５ｃは、第四冷却流路７６に連通し、第二内壁内側第二貫通孔４８ｄよりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁内側第三貫通孔４８ｅ、及び第五冷却流路７７に連通し、第二内壁内側第三貫通孔４８ｅよりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁内側第四貫通孔４８ｆを有する。
　第一内壁４５ｂと第一外壁４５ｄとの間に、第一内壁内側第四貫通孔４７ｆに連通した冷却ガスの一方側第一壁内流路８３ａと、第一内壁内側貫通孔に連通した冷却ガスの一方側第二壁内流路８３ｂと、一方側第一壁内流路８３ａ及び一方側第二壁内流路８３ｂと第一内壁内側第二貫通孔４７ｄ及び第一内壁内側第三貫通孔４７ｅとを連通した冷却ガスの一方側第三壁内流路８３ｃとが形成される。第一内壁４５ｂと第一外壁４５ｄとの間に、第一内壁外側貫通孔４７ｂと第一内壁外側第二貫通孔４７ｃとの間を連通した冷却ガスの一方側第四壁内流路８３ｄが形成される。第二内壁４５ｃと第二外壁４５ｅとの間に、第二内壁外側第二貫通孔４８ｃ及び第二内壁内側貫通孔４８ａと、第二内壁内側第四貫通孔４８ｆとの間を連通した冷却ガスの他方側第一壁内流路８４ａが形成され、第二内壁４５ｃと第二外壁４５ｅとの間に、第二内壁内側第三貫通孔４８ｅと、第二内壁内側第二貫通孔４８ｄ及び第二内壁外側貫通孔４８ｂとの間を連通した冷却ガスの他方側第二壁内流路８４ｂが形成される。
　ファン４３である第一の一方側ファン４３ｇ及び熱交換器４４である第一の一方側熱交換器４４ｇは、一方側第三壁内流路８３ｃに配置される。ファン４３である第二の一方側ファン４３ｈ及び熱交換器４４である第二の一方側熱交換器４４ｈは、一方側第四壁内流路８３ｄに配置される。本実施の形態では、ファン４３と熱交換器４４は回転電機１００の軸方向一方側にのみ配置され、ファン４３と熱交換器４４がタービンブレード４１と反対側に集約されているので、回転電機１００の軸方向の大きさを小型化することができる。
　第一の一方側ファン４３ｇが第一内壁内側第二貫通孔４７ｄ及び第一内壁内側第三貫通孔４７ｅの側に向けて冷却ガスを送り出すと共に、第二の一方側ファン４３ｈは第一内壁外側貫通孔４７ｂの側に向けて冷却ガスを送り出す。図１６に示した矢印５１及び矢印５２は、この場合の冷却ガスの流れを示すものである。なお冷却ガスの流れはこれに限るものではなく、第一の一方側ファン４３ｇが第一内壁内側第二貫通孔４７ｄ及び第一内壁内側第三貫通孔４７ｅの側とは反対側に向けて冷却ガスを送り出すと共に第二の一方側ファン４３ｈは第一内壁外側貫通孔４７ｂの側とは反対側に向けて冷却ガスを送り出してもよい。この場合、冷却ガスは図１６に示した矢印とは逆方向に流れる構成になる。
　図１６の破線で囲まれた部分において、他方側第一壁内流路８４ａと他方側第二壁内流路８４ｂとが交差して設けられる。交差した流路の部分は、図１７に示すように、分離して設けるのが望ましい。例えば、他方側第一壁内流路８４ａを筒状に形成した流路管として設け、他方側第一壁内流路８４ａを流れる冷却ガスは管内を流れる。他方側第二壁内流路８４ｂは管外に形成される。このように構成することで、温度の異なる冷却ガスが混合されるのを抑制することができる。
　図１６を用いて、冷却ガスの流れを説明する。第一の一方側ファン４３ｇから送り出された冷却ガスから、３つの流路が形成される。１つは、第三冷却流路７５、高速回転子通風路３４、第一冷却流路７１、一方側第二壁内流路８３ｂ、一方側第三壁内流路８３ｃの順に流れる。もう１つは、第四冷却流路７６、他方側第二壁内流路８４ｂ、第三冷却流路７５、高速回転子通風路３４、第一冷却流路７１、他方側第一壁内流路８４ａ、第五冷却流路７７、一方側第一壁内流路８３ａ、一方側第三壁内流路８３ｃの順に流れる。もう１つは、第四冷却流路７６、他方側第二壁内流路８４ｂ、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５、固定子通風路１６及び固定子磁石通風路１６ａ、固定子鉄心冷却流路１４、他方側第一壁内流路８４ａ、第五冷却流路７７、一方側第一壁内流路８３ａ、一方側第三壁内流路８３ｃの順に流れる。第二の一方側ファン４３ｈから送り出された冷却ガスは、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５、固定子通風路１６及び固定子磁石通風路１６ａ、固定子鉄心冷却流路１４、一方側第四壁内流路８３ｄの順に流れる。冷却ガスは、一方側第三壁内流路８３ｃにおいて第一の一方側熱交換器４４ｇを通過し、一方側第四壁内流路８３ｄにおいて第二の一方側熱交換器４４ｈを通過する。
　第一冷却流路７１及び固定子鉄心冷却流路１４と、第二冷却流路７２及び固定子磁石冷却流路１５及び第三冷却流路７５とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっている。また、第四冷却流路７６と第五冷却流路７７とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっている。
　このように構成することで、一つのファン４３から形成される冷却ガスの流路を実施の形態１及び２と比較して短縮することができる。回転電機１００の内部の冷却ガスの流路で発生する主たる圧力損失は、断面積の小さい第一冷却流路７１または第二冷却流路７２を冷却ガスが通過する際の摩擦損失である。冷却ガスの流路が短縮されるので、一つのファン４３に必要な昇圧量を低減することができる。また、高速回転子３０内に形成された第三冷却流路７５、第四冷却流路７６、及び第五冷却流路７７にも冷却ガスが流れるので、高速回転子３０をさらに効率よく冷却することができる。
　図１６は断面図であるため、第一端板２２ａの第一貫通孔２３ａ、第一内側貫通孔２３ｃ、第一内側第二貫通孔２３ｅ、第一内側第三貫通孔２３ｇ、及び第二端板２２ｂの第二貫通孔２３ｂ、第二内側貫通孔２３ｄ、第二内側第二貫通孔２３ｆ、第二内側第三貫通孔２３ｈはそれぞれ一つのみを示したが、これらの貫通孔の数は一つに限るものではない。図１８に示すように、間隔を空けてそれぞれの貫通孔を複数設けても構わない。また、これらの貫通孔のそれぞれの形状は円形に限るものではなく、図１９に示すように、第一端板２２ａの外周に沿うように複数の貫通孔を連結させた形状でも構わない。第一端板２２ａの例のみを示したが、第二端板２２ｂが有する貫通孔についても同様である。
　図１６は断面図であるため、第一内壁４５ｂの第一内壁内側貫通孔４７ａ、第一内壁外側貫通孔４７ｂ、第一内壁外側第二貫通孔４７ｃ、第一内壁内側第二貫通孔４７ｄ、第一内壁内側第三貫通孔４７ｅ、第一内壁内側第四貫通孔４７ｆ、及び第二内壁４５ｃの第二内壁内側貫通孔４８ａ、第二内壁外側貫通孔４８ｂ、第二内壁外側第二貫通孔４８ｃ、第二内壁内側第二貫通孔４８ｄ、第二内壁内側第三貫通孔４８ｅ、第二内壁内側第四貫通孔４８ｆはそれぞれ一つのみを示したが、これらの貫通孔の数は一つに限るものではない。図２０に示すように、間隔を空けてそれぞれの貫通孔を複数設けても構わない。また、これらの貫通孔のそれぞれの形状は円形に限るものではなく、図２１に示すように、第一内壁４５ｂの外周に沿うように複数の貫通孔を連結させた形状でも構わない。第一内壁４５ｂの例のみを示したが、第二内壁４５ｃが有する貫通孔についても同様である。
　回転電機１００に、バッフルを追加して設けても構わない。第七バッフル４６ｉは、筒状に形成され、高速回転子３０の軸方向一方側と第一端板２２ａとの間において、第三貫通孔３３ａ及び第一内側貫通孔２３ｃよりも径方向内側、かつ第三内側貫通孔３３ｃ及び第一内側第二貫通孔２３ｅよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第八バッフル４６ｊは、筒状に形成され、高速回転子３０の軸方向他方側と第二端板２２ｂとの間において、第四貫通孔３３ｂ及び第二内側貫通孔２３ｄよりも径方向内側、かつ第四内側貫通孔３３ｄ及び第二内側第二貫通孔２３ｆよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第七バッフル４６ｉは、高速回転子３０または第一端板２２ａに固定される。第八バッフル４６ｊは、高速回転子３０または第二端板２２ｂに固定される。
　第九バッフル４６ｋは、筒状に形成され、低速回転子２０の軸方向一方側と第一内壁４５ｂとの間において、第一内側貫通孔２３ｃ及び第一内壁内側第二貫通孔４７ｄよりも径方向内側、かつ第一内側第二貫通孔２３ｅ及び第一内壁内側第三貫通孔４７ｅよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第十バッフル４６ｌは、筒状に形成され、低速回転子２０の軸方向他方側と第二内壁４５ｃとの間において、第二内側貫通孔２３ｄ及び第二内壁内側第二貫通孔４８ｄよりも径方向内側、かつ第二内側第二貫通孔２３ｆ及び第二内壁内側第三貫通孔４８ｅよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第九バッフル４６ｋは、低速回転子２０または第一内壁４５ｂに固定される。第十バッフル４６ｌは、低速回転子２０または第二内壁４５ｃに固定される。
　第十一バッフル４６ｍは、筒状に形成され、高速回転子３０の軸方向一方側と第一端板２２ａとの間において、第三内側貫通孔３３ｃ及び第一内側第二貫通孔２３ｅよりも径方向内側、かつ第三内側第二貫通孔３３ｅ及び第一内側第三貫通孔２３ｇよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第十二バッフル４６ｎは、筒状に形成され、高速回転子３０の軸方向他方側と第二端板２２ｂとの間において、第四内側貫通孔３３ｄ及び第二内側第二貫通孔２３ｆよりも径方向内側、かつ第四内側第二貫通孔３３ｆ及び第二内側第三貫通孔２３ｈよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第十一バッフル４６ｍは、高速回転子３０または第一端板２２ａに固定される。第十二バッフル４６ｎは、高速回転子３０または第二端板２２ｂに固定される。
　第十三バッフル４６ｏは、筒状に形成され、低速回転子２０の軸方向一方側と第一内壁４５ｂとの間において、第一内側第二貫通孔２３ｅ及び第一内壁内側第三貫通孔４７ｅよりも径方向内側、かつ第一内側第三貫通孔２３ｇ及び第一内壁内側第四貫通孔４７ｆよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第十四バッフル４６ｐは、筒状に形成され、低速回転子２０の軸方向他方側と第二内壁４５ｃとの間において、第二内側第二貫通孔２３ｆ及び第二内壁内側第三貫通孔４８ｅよりも径方向内側、かつ第二内側第三貫通孔２３ｈ及び第二内壁内側第四貫通孔４８ｆよりも径方向外側に配置され、固定子１０と同軸に設けられる。第十三バッフル４６ｏは、低速回転子２０または第一内壁４５ｂに固定される。第十四バッフル４６ｐは、低速回転子２０または第二内壁４５ｃに固定される。
　図１６において、第一の一方側ファン４３ｇの軸方向一方側に第一の一方側熱交換器４４ｇが配置され、第二の一方側ファン４３ｈの軸方向一方側に第二の一方側熱交換器４４ｈが配置される。これらの配置はこれに限るものではなく、図２２示すように、ファン４３と熱交換器４４の配置が軸方向で逆の配置であっても構わない。
　以上のように、実施の形態５による回転電機１００は、高速回転子３０の内部に第三冷却流路７５、第四冷却流路７６、及び第五冷却流路７７が形成され、高速回転子３０が第二本体部３５の軸方向の中心部において、第一冷却流路７１と第三冷却流路７５との間を径方向に貫通した高速回転子通風路３４を有し、２つのファン４３により第一冷却流路７１、第二冷却流路７２、第三冷却流路７５、固定子磁石冷却流路１５、及び固定子鉄心冷却流路１４を逆方向に流れる流路が形成されるため、一つのファン４３から形成される冷却ガスの流路を短縮することができるので、一つのファン４３に必要な昇圧量を低減することができる。一つのファン４３に必要な昇圧量を低減することができるため、低速回転子２０、高速回転子３０、及び固定子１０に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇を効率よく抑制することができる。低速回転子２０、高速回転子３０、及び固定子１０に生じる温度分布のばらつき拡大及び温度上昇が抑制されるため、回転電機１００の稼働時の温度上昇が抑制されるので、回転電機１００の出力を増加させることができる。
　ファン４３と熱交換器４４は回転電機１００の軸方向一方側にのみ配置され、ファン４３と熱交換器４４がタービンブレード４１と反対側に集約されているので、回転電機１００の軸方向の大きさを小型化することができる。また、回転電機１００が第十一バッフル４６ｍ、第十二バッフル４６ｎ、第十三バッフル４６ｏ、第十四バッフル４６ｐを備えた場合、冷却ガスが径方向に流れるのを抑制することができるので、第四冷却流路７６及び第五冷却流路７７に冷却ガスを効率よく流すことができる。
　また本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
　従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
１０　固定子、１１　固定子コイル、１２　固定子磁石、１３　固定子鉄心、１３ａ　固定子スロット、１３ｂ　固定子ティース、１４　固定子鉄心冷却流路、１５　固定子磁石冷却流路、１６　固定子通風路、１６ａ　固定子磁石通風路、２０　低速回転子、２１　磁極片、２２ａ　第一端板、２２ｂ　第二端板、２３ａ　第一貫通孔、２３ｂ　第二貫通孔、２３ｃ　第一内側貫通孔、２３ｄ　第二内側貫通孔、２３ｅ　第一内側第二貫通孔、２３ｆ　第二内側第二貫通孔、２３ｇ　第一内側第三貫通孔、２３ｈ　第二内側第三貫通孔、２４　低速回転子通風路、２５　絶縁材、２６　第一本体部、３０　高速回転子、３１　高速回転子磁石、３２ａ　第三端板、３２ｂ　第四端板、３３ａ　第三貫通孔、３３ｂ　第四貫通孔、３３ｃ　第三内側貫通孔、３３ｄ　第四内側貫通孔、３３ｅ　第三内側第二貫通孔、３３ｆ　第四内側第二貫通孔、３４　高速回転子通風路、３５　第二本体部、４０　回転軸、４１　タービンブレード、４２　軸受、４３　ファン、４４　熱交換器、４５　筐体、４５ａ　周壁、４５ｂ　第一内壁、４５ｃ　第二内壁、４５ｄ　第一外壁、４５ｅ　第二外壁、４６ａ　第一バッフル、４６ｂ　第二バッフル、４６ｃ　第三バッフル、４６ｄ　第四バッフル、４６ｅ　第五バッフル、４６ｆ　第六バッフル、４６ｇ　第一固定子バッフル、４６ｈ　第二固定子バッフル、４６ｉ　第七バッフル、４６ｊ　第八バッフル、４６ｋ　第九バッフル、４６ｌ　第十バッフル、４６ｍ　第十一バッフル、４６ｎ　第十二バッフル、４６ｏ　第十三バッフル、４６ｐ　第十四バッフル、４７ａ　第一内壁内側貫通孔、４７ｂ　第一内壁外側貫通孔、４７ｃ　第一内壁外側第二貫通孔、４７ｄ　第一内壁内側第二貫通孔、４７ｅ　第一内壁内側第三貫通孔、４７ｆ　第一内壁内側第四貫通孔、４８ａ　第二内壁内側貫通孔、４８ｂ　第二内壁外側貫通孔、４８ｃ　第二内壁外側第二貫通孔、４８ｄ　第二内壁内側第二貫通孔、４８ｅ　第二内壁内側第三貫通孔、４８ｆ　第二内壁内側第四貫通孔、５１　矢印、５２　矢印、６１　第一間隙、６２　第二間隙、７１　第一冷却流路、７２　第二冷却流路、７３　一方側壁内流路、７４　他方側壁内流路、７５　第三冷却流路、７６　第四冷却流路、７７　第五冷却流路、８０ａ　一方側第一壁内流路、８０ｂ　一方側第二壁内流路、８０ｃ　一方側第三壁内流路、８１ａ　他方側第一壁内流路、８１ｂ　他方側第二壁内流路、８１ｃ　他方側第三壁内流路、８２ａ　第一の一方側壁内流路、８２ｂ　第二の一方側壁内流路、８２ｃ　第一の他方側壁内流路、８２ｄ　第二の他方側壁内流路、８３ａ　一方側第一壁内流路、８３ｂ　一方側第二壁内流路、８３ｃ　一方側第三壁内流路、８３ｄ　一方側第四壁内流路、８４ａ　他方側第一壁内流路、８４ｂ　他方側第二壁内流路、１００　回転電機

Claims (15)

  1. 　回転軸と、
    　径方向内側に開口した固定子スロットを周方向に複数設けた固定子鉄心、複数の前記固定子スロットのそれぞれの底部の側に配置された固定子コイル、複数の前記固定子スロットのそれぞれの開口側に、径方向に同じ磁極方向になるように配置された固定子磁石、及び前記固定子コイルと前記固定子磁石との間に設けられ、軸方向に貫通した固定子磁石冷却流路を有した固定子と、
    　筒状の第一本体部と、周方向に間隔を空けて前記第一本体部に設けられた複数の磁極片とを有し、前記固定子磁石と対向して前記固定子と同軸に設けられ、前記回転軸と一体回転する第一の回転子と、
    　筒状の第二本体部と、前記第二本体部の外周部に周方向に間隔を空けて配置された複数の永久磁石とを有し、前記第一本体部の径方向内側の壁面に対向して前記第一の回転子と同軸に設けられた第二の回転子と、
    　前記固定子を径方向外側から取り囲む周壁、前記周壁に連結され、前記固定子と前記第一の回転子と前記第二の回転子の軸方向一方側を覆う第一内壁、前記周壁に連結され、前記固定子と前記第一の回転子と前記第二の回転子の軸方向他方側を覆う第二内壁、前記周壁に連結され、間隔を空けて前記第一内壁の軸方向一方側を覆う第一外壁、及び前記周壁に連結され、間隔を空けて前記第二内壁の軸方向他方側を覆う第二外壁を有した筐体と、
    　前記筐体の内部に配置され、冷却ガスを送り出すファンと、
    　前記筐体の内部に配置され、前記冷却ガスが通過する熱交換器と、を備え、
    　前記第一本体部は、前記第二の回転子と前記第一内壁との軸方向の間を、軸方向一方側の端部から径方向内側に延出し、前記回転軸に固定された第一端板、及び前記第二の回転子と前記第二内壁との軸方向の間を、軸方向他方側の端部から径方向内側に延出し、前記回転軸に固定された第二端板を有し、
    　前記第一端板は、径方向外側の部分に軸方向に貫通した第一貫通孔を有し、
    　前記第二端板は、径方向外側の部分に軸方向に貫通した第二貫通孔を有し、
    　前記第一本体部と前記第二の回転子との間に、前記第一貫通孔及び前記第二貫通孔に連通した第一冷却流路が形成され、
    　前記第一本体部と前記固定子との間に、第二冷却流路が形成され、
    　前記第一内壁は、前記第一冷却流路に連通し、軸方向に貫通した第一内壁内側貫通孔、及び前記第二冷却流路と前記固定子磁石冷却流路に連通し、前記第一内壁内側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁外側貫通孔を有し、
    　前記第二内壁は、前記第一冷却流路に連通し、軸方向に貫通した第二内壁内側貫通孔、及び前記第二冷却流路と前記固定子磁石冷却流路に連通し、前記第二内壁内側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁外側貫通孔を有し、
    　前記ファンは、前記第一内壁と前記第一外壁との間、及び前記第二内壁と前記第二外壁との間の一方または双方に配置され、
    　前記熱交換器は、前記第一内壁と前記第一外壁との間、及び前記第二内壁と前記第二外壁との間の一方または双方に配置され、
    　前記第一冷却流路と、前記第二冷却流路及び前記固定子磁石冷却流路とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっている回転電機。
  2. 　筒状に形成され、前記第二の回転子の軸方向一方側と前記第一端板との間において、前記第一貫通孔よりも径方向内側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第一バッフル、及び筒状に形成され、前記第二の回転子の軸方向他方側と前記第二端板との間において、前記第二貫通孔よりも径方向内側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第二バッフルを備え、
    　前記第一バッフルは、前記第二の回転子または前記第一端板に固定され、
    　前記第二バッフルは、前記第二の回転子または前記第二端板に固定されている請求項１に記載の回転電機。
  3. 　筒状に形成され、前記第一端板の軸方向一方側と前記第一内壁との間において、前記第一内壁内側貫通孔及び前記第一貫通孔よりも径方向内側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第三バッフル、及び筒状に形成され、前記第二端板の軸方向他方側と前記第二内壁との間において、前記第二内壁内側貫通孔及び前記第二貫通孔よりも径方向内側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第四バッフルを備え、
    　前記第三バッフルは、前記第一端板または前記第一内壁に固定され、
    　前記第四バッフルは、前記第二端板または前記第二内壁に固定されている請求項１または２に記載の回転電機。
  4. 　筒状に形成され、前記第一の回転子の軸方向一方側の端面と前記第一内壁との間において、前記第一内壁外側貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第一貫通孔及び前記第一内壁内側貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第五バッフル、及び筒状に形成され、前記第一の回転子の軸方向他方側の端面と前記第二内壁との間において、前記第二内壁外側貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第二貫通孔及び前記第二内壁内側貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第六バッフルを備え、
    　前記第五バッフルは、前記第一端板または前記第一内壁に固定され、
    　前記第六バッフルは、前記第二端板または前記第二内壁に固定されている請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機。
  5. 　前記第一内壁と前記第一外壁との間に、前記第一内壁外側貫通孔と前記第一内壁内側貫通孔との間を連通した冷却ガスの一方側壁内流路が形成され、
    　前記ファンは、前記一方側壁内流路の内部に配置され、冷却ガスを送り出し、
    　前記第二内壁と前記第二外壁との間に、前記第二内壁外側貫通孔と前記第二内壁内側貫通孔との間を連通した冷却ガスの他方側壁内流路が形成され、
    　前記熱交換器は、前記他方側壁内流路の内部に配置されている請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機。
  6. 　前記第一内壁と前記第一外壁との間に、前記第一内壁外側貫通孔と前記第一内壁内側貫通孔との間を連通した冷却ガスの一方側壁内流路が形成され、
    　前記ファンは、前記一方側壁内流路の内部に配置され、冷却ガスを送り出し、
    　前記熱交換器は、前記一方側壁内流路の内部に配置され
    　前記第二内壁と前記第二外壁との間に、前記第二内壁外側貫通孔と前記第二内壁内側貫通孔との間を連通した冷却ガスの他方側壁内流路が形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機。
  7. 　前記固定子鉄心は、前記固定子コイルよりも径方向外側に設けられ、軸方向に貫通した固定子鉄心冷却流路を有し、
    　前記第一内壁は、前記固定子鉄心冷却流路に連通し、前記第一内壁外側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁外側第二貫通孔を有し、
    　前記第二内壁は、前記固定子鉄心冷却流路に連通し、前記第二内壁外側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁外側第二貫通孔を有し、
    　前記第一内壁と前記第一外壁との間に、前記第一内壁外側貫通孔及び前記第一内壁外側第二貫通孔と、前記第一内壁内側貫通孔との間を連通した冷却ガスの一方側壁内流路が形成され、
    　前記ファンは、前記一方側壁内流路の内部に配置され、冷却ガスを送り出し、
    　前記第二内壁と前記第二外壁との間に、前記第二内壁外側貫通孔及び前記第二内壁外側第二貫通孔と、前記第二内壁内側貫通孔との間を連通した冷却ガスの他方側壁内流路が形成され、
    　前記熱交換器は、前記他方側壁内流路の内部に配置され、
    　前記第一冷却流路と、前記第二冷却流路、前記固定子磁石冷却流路、及び前記固定子鉄心冷却流路とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっている請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機。
  8. 　前記固定子鉄心は、前記固定子コイルよりも径方向外側に設けられ、軸方向に貫通した固定子鉄心冷却流路を有し、
    　前記第一内壁は、前記固定子鉄心冷却流路に連通し、前記第一内壁外側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁外側第二貫通孔を有し、
    　前記第二内壁は、前記固定子鉄心冷却流路に連通し、前記第二内壁外側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁外側第二貫通孔を有し、
    　前記第一内壁と前記第一外壁との間に、前記第一内壁外側貫通孔及び前記第一内壁外側第二貫通孔と、前記第一内壁内側貫通孔との間を連通した冷却ガスの一方側壁内流路が形成され、
    　前記ファンは、前記一方側壁内流路の内部に配置され、冷却ガスを送り出し、
    　前記熱交換器は、前記一方側壁内流路の内部に配置され、
    　前記第二内壁と前記第二外壁との間に、前記第二内壁外側貫通孔及び前記第二内壁外側第二貫通孔と、前記第二内壁内側貫通孔との間を連通した冷却ガスの他方側壁内流路が形成され、
    　前記第一冷却流路と、前記第二冷却流路、前記固定子磁石冷却流路、及び前記固定子鉄心冷却流路とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっている請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機。
  9. 　前記固定子鉄心は、前記固定子コイルよりも径方向外側に設けられ、軸方向に貫通した固定子鉄心冷却流路、及び前記固定子鉄心の軸方向の中心部において前記第二冷却流路と前記固定子鉄心冷却流路との間を径方向に貫通し、前記第二冷却流路と前記固定子鉄心冷却流路と前記固定子磁石冷却流路とを連通した固定子通風路を有し、
    　前記第一本体部は、前記第一本体部の軸方向の中心部において前記第一冷却流路と前記第二冷却流路との間を径方向に貫通し、前記第一冷却流路と前記第二冷却流路とを連通した第一の回転子通風路を有し、
    　前記第一内壁は、前記固定子鉄心冷却流路に連通し、前記第一内壁外側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁外側第二貫通孔を有し、
    　前記第二内壁は、前記固定子鉄心冷却流路に連通し、前記第二内壁外側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁外側第二貫通孔を有し、
    　前記第一内壁と前記第一外壁との間に、前記第一内壁内側貫通孔に連通した一方側第一壁内流路と、前記第一内壁外側第二貫通孔に連通した一方側第二壁内流路と、前記一方側第一壁内流路及び前記一方側第二壁内流路と前記第一内壁外側貫通孔とを連通した一方側第三壁内流路とが形成され、
    　前記第二内壁と前記第二外壁との間に、前記第二内壁内側貫通孔に連通した他方側第一壁内流路と、前記第二内壁外側第二貫通孔に連通した他方側第二壁内流路と、前記他方側第一壁内流路及び前記他方側第二壁内流路と前記第二内壁外側貫通孔とを連通した他方側第三壁内流路とが形成され、
    　前記ファンである第一のファン及び前記熱交換器である第一の熱交換器は、前記一方側第三壁内流路に配置され、
    　前記ファンである第二のファン及び前記熱交換器である第二の熱交換器は、前記他方側第三壁内流路に配置され、
    　前記第一のファンが前記第一内壁外側貫通孔の側に向けて冷却ガスを送り出すと共に前記第二のファンは前記第二内壁外側貫通孔の側に向けて冷却ガスを送り出し、或いは、前記第一のファンが前記第一内壁外側貫通孔の側とは反対側に向けて冷却ガスを送り出すと共に前記第二のファンは前記第二内壁外側貫通孔の側とは反対側に向けて冷却ガスを送り出し、
    　前記第一冷却流路及び前記固定子鉄心冷却流路と、前記第二冷却流路及び前記固定子磁石冷却流路とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっている請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機。
  10. 　前記固定子磁石は、前記固定子磁石の軸方向の中心部において、前記第二冷却流路と前記固定子磁石冷却流路との間を径方向に貫通し、前記第二冷却流路と前記固定子磁石冷却流路とを連通した固定子磁石通風路を有し、
    　前記固定子磁石通風路は、前記第一の回転子通風路に連通している請求項９に記載の回転電機。
  11. 　前記固定子鉄心の軸方向一方側と前記第一内壁との間において、前記固定子鉄心冷却流路及び前記第一内壁外側第二貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第一内壁外側貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第一固定子バッフル、及び前記固定子鉄心の軸方向他方側と前記第二内壁との間において、前記固定子鉄心冷却流路及び前記第二内壁外側第二貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第二内壁外側貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第二固定子バッフルを備え、
    　前記第一固定子バッフルは、前記固定子または前記第一内壁、もしくはその両方に固定され、
    　前記第二固定子バッフルは、前記固定子または前記第二内壁、もしくはその両方に固定されている請求項７から１０のいずれか１項に記載の回転電機。
  12. 　前記第二本体部は、軸方向の一方側の端部から径方向内側に延出し、前記回転軸に軸受を介して連結された第三端板、及び軸方向の他方側の端部から径方向内側に延出し、前記回転軸に軸受を介して連結された第四端板を有し、
    　前記第三端板は、軸方向に貫通した第三貫通孔を有し、
    　前記第四端板は、軸方向に貫通した第四貫通孔を有し、
    　前記第二の回転子の内部に、前記第三貫通孔及び前記第四貫通孔に連通した第三冷却流路が形成され、
    　前記第二の回転子は、前記第二本体部の軸方向の中心部において、前記第一冷却流路と前記第三冷却流路との間を径方向に貫通し、前記第一冷却流路と前記第三冷却流路とを連通した第二の回転子通風路を有し、
    　前記第一端板は、前記第一貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で前記第三貫通孔に連通し、軸方向に貫通した第一内側貫通孔を有し、
    　前記第二端板は、前記第二貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で前記第四貫通孔に連通し、軸方向に貫通した第二内側貫通孔を有し、
    　前記固定子鉄心は、前記固定子コイルよりも径方向外側に設けられ、軸方向に貫通した固定子鉄心冷却流路、及び前記固定子鉄心の軸方向の中心部において前記固定子磁石冷却流路と前記固定子鉄心冷却流路との間を径方向に貫通し、前記固定子磁石冷却流路と前記固定子鉄心冷却流路とを連通した固定子通風路を有し、
    　前記固定子磁石は、前記固定子磁石の軸方向の中心部において、前記第二冷却流路と前記固定子磁石冷却流路との間を径方向に貫通し、前記第二冷却流路と前記固定子磁石冷却流路と前記固定子通風路とを連通した固定子磁石通風路を有し、
    　前記第一内壁は、前記固定子鉄心冷却流路に連通し、前記第一内壁外側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁外側第二貫通孔、及び前記第三冷却流路に連通し、前記第一内壁内側貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁内側第二貫通孔を有し、
    　前記第二内壁は、前記固定子鉄心冷却流路に連通し、前記第二内壁外側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁外側第二貫通孔、及び前記第三冷却流路に連通し、前記第二内壁内側貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁内側第二貫通孔を有し、
    　前記第一内壁と前記第一外壁との間に、前記第一内壁内側貫通孔と前記第一内壁内側第二貫通孔との間を連通する冷却ガスの第一の一方側壁内流路が形成され、
    　前記第一内壁と前記第一外壁との間に、前記第一内壁外側貫通孔と前記第一内壁外側第二貫通孔との間を連通する冷却ガスの第二の一方側壁内流路が形成され、
    　前記第二内壁と前記第二外壁との間に、前記第二内壁内側貫通孔と前記第二内壁内側第二貫通孔との間を連通する第一の他方側壁内流路が形成され、
    　前記第二内壁と前記第二外壁との間に、前記第二内壁外側貫通孔と前記第二内壁外側第二貫通孔との間を連通する第二の他方側壁内流路が形成され、
    　前記ファンである第一の一方側ファン及び前記熱交換器である第一の一方側熱交換器は、前記第一の一方側壁内流路に配置され、
    　前記ファンである第二の一方側ファン及び前記熱交換器である第二の一方側熱交換器は、前記第二の一方側壁内流路に配置され、
    　前記ファンである第一の他方側ファン及び前記熱交換器である第一の他方側熱交換器は、前記第一の他方側壁内流路に配置され、
    　前記ファンである第二の他方側ファン及び前記熱交換器である第二の他方側熱交換器は、前記第二の他方側壁内流路に配置され、
    　前記第一の一方側ファンが前記第一内壁内側第二貫通孔の側に向けて冷却ガスを送り出すと共に前記第二の一方側ファンは前記第一内壁外側貫通孔の側に向けて、前記第一の他方側ファンは前記第二内壁内側第二貫通孔の側に向けて、前記第二の他方側ファンは前記第二内壁外側貫通孔の側に向けて冷却ガスを送り出し、或いは、前記第一の一方側ファンが前記第一内壁内側第二貫通孔の側とは反対側に向けて冷却ガスを送り出すと共に前記第二の一方側ファンは前記第一内壁外側貫通孔の側とは反対側に向けて、前記第一の他方側ファンは前記第二内壁内側第二貫通孔の側とは反対側に向けて、前記第二の他方側ファンは前記第二内壁外側貫通孔の側とは反対側に向けて冷却ガスを送り出し、
    　前記第一冷却流路及び前記固定子鉄心冷却流路と、前記第二冷却流路及び前記固定子磁石冷却流路及び前記第三冷却流路とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっている請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機。
  13. 　前記固定子鉄心の軸方向一方側と前記第一内壁との間において、前記固定子鉄心冷却流路及び前記第一内壁外側第二貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第一内壁外側貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第一固定子バッフル、前記固定子鉄心の軸方向他方側と前記第二内壁との間において、前記固定子鉄心冷却流路及び前記第二内壁外側第二貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第二内壁外側貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第二固定子バッフル、筒状に形成され、前記第二の回転子の軸方向一方側と前記第一端板との間において、前記第三貫通孔及び前記第一内側貫通孔よりも径方向内側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第七バッフル、筒状に形成され、前記第二の回転子の軸方向他方側と前記第二端板との間において、前記第四貫通孔及び前記第二内側貫通孔よりも径方向内側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第八バッフル、筒状に形成され、前記第一の回転子の軸方向一方側と前記第一内壁との間において、前記第一内側貫通孔及び前記第一内壁内側第二貫通孔よりも径方向内側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第九バッフル、及び筒状に形成され、前記第一の回転子の軸方向他方側と前記第二内壁との間において、前記第二内側貫通孔及び前記第二内壁内側第二貫通孔よりも径方向内側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第十バッフルを備え、
    　前記第一固定子バッフルは、前記固定子または前記第一内壁、もしくはその両方に固定され、
    　前記第二固定子バッフルは、前記固定子または前記第二内壁、もしくはその両方に固定され、
    　前記第七バッフルは、前記第二の回転子または前記第一端板に固定され、
    　前記第八バッフルは、前記第二の回転子または前記第二端板に固定され、
    　前記第九バッフルは、前記第一の回転子または前記第一内壁に固定され、
    　前記第十バッフルは、前記第一の回転子または前記第二内壁に固定されている請求項１２に記載の回転電機。
  14. 　前記第二本体部は、軸方向の一方側の端部から径方向内側に延出し、前記回転軸に軸受を介して連結された第三端板、及び軸方向の他方側の端部から径方向内側に延出し、前記回転軸に軸受を介して連結された第四端板を有し、
    　前記第三端板は、径方向の外側から内側に向かって順に、軸方向に貫通した第三貫通孔、第三内側貫通孔、及び第三内側第二貫通孔を有し、
    　前記第四端板は、径方向の外側から内側に向かって順に、軸方向に貫通した第四貫通孔、第四内側貫通孔、及び第四内側第二貫通孔を有し、
    　前記第二の回転子の内部に、前記第三貫通孔及び前記第四貫通孔に連通した第三冷却流路、前記第三内側貫通孔及び前記第四内側貫通孔に連通した第四冷却流路、及び前記第三内側第二貫通孔及び前記第四内側第二貫通孔に連通した第五冷却流路が形成され、
    　前記第三冷却流路と前記第四冷却流路と前記第五冷却流路とは、前記第二の回転子の内部で仕切られており、
    　前記第二の回転子は、前記第二本体部の軸方向の中心部において、前記第一冷却流路と前記第三冷却流路との間を径方向に貫通し、前記第一冷却流路と前記第三冷却流路とを連通した第二の回転子通風路を有し、
    　前記第一端板は、前記第一貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で前記第三貫通孔に連通し、軸方向に貫通した第一内側貫通孔、前記第一内側貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で前記第三内側貫通孔に連通し、軸方向に貫通した第一内側第二貫通孔、及び前記第一内側第二貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で前記第三内側第二貫通孔に連通し、軸方向に貫通した第一内側第三貫通孔を有し、
    　前記第二端板は、前記第二貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で前記第四貫通孔に連通し、軸方向に貫通した第二内側貫通孔、前記第二内側貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で前記第四内側貫通孔に連通し、軸方向に貫通した第二内側第二貫通孔、及び前記第二内側第二貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で前記第四内側第二貫通孔に連通し、軸方向に貫通した第二内側第三貫通孔を有し、
    　前記固定子鉄心は、前記固定子コイルよりも径方向外側に設けられ、軸方向に貫通した固定子鉄心冷却流路、及び前記固定子鉄心の軸方向の中心部において前記固定子磁石冷却流路と前記固定子鉄心冷却流路との間を径方向に貫通し、前記固定子磁石冷却流路と前記固定子鉄心冷却流路とを連通した固定子通風路を有し、
    　前記固定子磁石は、前記固定子磁石の軸方向の中心部において、前記第二冷却流路と前記固定子磁石冷却流路との間を径方向に貫通し、前記第二冷却流路と前記固定子磁石冷却流路と前記固定子通風路とを連通した固定子磁石通風路を有し、
    　前記第一内壁は、前記固定子鉄心冷却流路に連通し、前記第一内壁外側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁外側第二貫通孔、前記第三冷却流路に連通し、前記第一内壁内側貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁内側第二貫通孔、前記第四冷却流路に連通し、前記第一内壁内側第二貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁内側第三貫通孔、及び前記第五冷却流路に連通し、前記第一内壁内側第三貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第一内壁内側第四貫通孔を有し、
    　前記第二内壁は、前記固定子鉄心冷却流路に連通し、前記第二内壁外側貫通孔よりも径方向外側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁外側第二貫通孔、前記第三冷却流路に連通し、前記第二内壁内側貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁内側第二貫通孔、第四冷却流路に連通し、前記第二内壁内側第二貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁内側第三貫通孔、及び前記第五冷却流路に連通し、前記第二内壁内側第三貫通孔よりも径方向内側の径方向位置で軸方向に貫通した第二内壁内側第四貫通孔を有し、
    　前記第一内壁と前記第一外壁との間に、前記第一内壁内側第四貫通孔に連通した冷却ガスの一方側第一壁内流路と、前記第一内壁内側貫通孔に連通した冷却ガスの一方側第二壁内流路と、前記一方側第一壁内流路及び前記一方側第二壁内流路と前記第一内壁内側第二貫通孔及び前記第一内壁内側第三貫通孔とを連通した冷却ガスの一方側第三壁内流路とが形成され、
    　前記第一内壁と前記第一外壁との間に、前記第一内壁外側貫通孔と前記第一内壁外側第二貫通孔との間を連通した冷却ガスの一方側第四壁内流路が形成され、
    　前記第二内壁と前記第二外壁との間に、前記第二内壁外側第二貫通孔及び前記第二内壁内側貫通孔と、前記第二内壁内側第四貫通孔との間を連通した冷却ガスの他方側第一壁内流路が形成され、
    　前記第二内壁と前記第二外壁との間に、前記第二内壁内側第三貫通孔と、前記第二内壁内側第二貫通孔及び前記第二内壁外側貫通孔との間を連通した冷却ガスの他方側第二壁内流路が形成され、
    　前記ファンである第一の一方側ファン及び前記熱交換器である第一の一方側熱交換器は、前記一方側第三壁内流路に配置され、
    　前記ファンである第二の一方側ファン及び前記熱交換器である第二の一方側熱交換器は、前記一方側第四壁内流路に配置され、
    　前記第一の一方側ファンが前記第一内壁内側第二貫通孔及び前記第一内壁内側第三貫通孔の側に向けて冷却ガスを送り出すと共に前記第二の一方側ファンは前記第一内壁外側貫通孔の側に向けて冷却ガスを送り出し、或いは、前記第一の一方側ファンが前記第一内壁内側第二貫通孔及び前記第一内壁内側第三貫通孔の側とは反対側に向けて冷却ガスを送り出すと共に前記第二の一方側ファンは前記第一内壁外側貫通孔の側とは反対側に向けて冷却ガスを送り出し
    　前記第一冷却流路及び前記固定子鉄心冷却流路と、前記第二冷却流路及び前記固定子磁石冷却流路及び前記第三冷却流路とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なり、
    　前記第四冷却流路と前記第五冷却流路とでは、軸方向の同じ位置において、冷却ガスの流れる軸方向の方向が異なっている請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機。
  15. 　前記固定子鉄心の軸方向一方側と前記第一内壁との間において、前記固定子鉄心冷却流路及び前記第一内壁外側第二貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第一内壁外側貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第一固定子バッフル、前記固定子鉄心の軸方向他方側と前記第二内壁との間において、前記固定子鉄心冷却流路及び前記第二内壁外側第二貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第二内壁外側貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第二固定子バッフル、筒状に形成され、前記第二の回転子の軸方向一方側と前記第一端板との間において、前記第三貫通孔及び前記第一内側貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第三内側貫通孔及び前記第一内側第二貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第七バッフル、筒状に形成され、前記第二の回転子の軸方向他方側と前記第二端板との間において、前記第四貫通孔及び前記第二内側貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第四内側貫通孔及び前記第二内側第二貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第八バッフル、筒状に形成され、前記第一の回転子の軸方向一方側と前記第一内壁との間において、前記第一内側貫通孔及び前記第一内壁内側第二貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第一内側第二貫通孔及び前記第一内壁内側第三貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第九バッフル、筒状に形成され、前記第一の回転子の軸方向他方側と前記第二内壁との間において、前記第二内側貫通孔及び前記第二内壁内側第二貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第二内側第二貫通孔及び前記第二内壁内側第三貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第十バッフル、筒状に形成され、前記第二の回転子の軸方向一方側と前記第一端板との間において、前記第三内側貫通孔及び前記第一内側第二貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第三内側第二貫通孔及び前記第一内側第三貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第十一バッフル、筒状に形成され、前記第二の回転子の軸方向他方側と前記第二端板との間において、前記第四内側貫通孔及び前記第二内側第二貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第四内側第二貫通孔及び前記第二内側第三貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第十二バッフル、筒状に形成され、前記第一の回転子の軸方向一方側と前記第一内壁との間において、前記第一内側第二貫通孔及び前記第一内壁内側第三貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第一内側第三貫通孔及び前記第一内壁内側第四貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第十三バッフル、及び筒状に形成され、前記第一の回転子の軸方向他方側と前記第二内壁との間において、前記第二内側第二貫通孔及び前記第二内壁内側第三貫通孔よりも径方向内側、かつ前記第二内側第三貫通孔及び前記第二内壁内側第四貫通孔よりも径方向外側に配置され、前記固定子と同軸に設けられた第十四バッフルを備え、
    　前記第一固定子バッフルは、前記固定子または前記第一内壁、もしくはその両方に固定され、
    　前記第二固定子バッフルは、前記固定子または前記第二内壁、もしくはその両方に固定され、
    　前記第七バッフルは、前記第二の回転子または前記第一端板に固定され、
    　前記第八バッフルは、前記第二の回転子または前記第二端板に固定され、
    　前記第九バッフルは、前記第一の回転子または前記第一内壁に固定され、
    　前記第十バッフルは、前記第一の回転子または前記第二内壁に固定され、
    　前記第十一バッフルは、前記第二の回転子または前記第一端板に固定され、
    　前記第十二バッフルは、前記第二の回転子または前記第二端板に固定され、
    　前記第十三バッフルは、前記第一の回転子または前記第一内壁に固定され、
    　前記第十四バッフルは、前記第一の回転子または前記第二内壁に固定されている請求項１４に記載の回転電機。
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JP2014033584A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Fuji Electric Co Ltd 回転電機の風冷構造

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