JP2016036234A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine.
回転電機として、機内を冷却するための冷却媒体が流れる通風路に冷却器が配置されているものがある。この冷却媒体を冷却する冷却器を備えた回転電機の例として、回転電機上方あるいは下方に冷却器及び通風路を設け、回転電機の機内における発熱により温度上昇した冷却媒体を、通風路を介して冷却器に導いて冷却するものがある。 Some rotary electric machines have a cooler disposed in a ventilation path through which a cooling medium for cooling the inside of the machine flows. As an example of a rotating electrical machine provided with a cooler for cooling the cooling medium, a cooling device and a ventilation path are provided above or below the rotating electrical machine, and the cooling medium whose temperature has been increased by heat generation in the rotating electrical machine is passed through the ventilation path. There is something that leads to a cooler to cool.
また、回転電機の固定子鉄心と固定子枠の間に、冷却器を軸方向の同位置で周方向に複数配置したものが提案されている。 Further, there has been proposed a plurality of coolers arranged in the circumferential direction at the same axial position between a stator core and a stator frame of a rotating electrical machine.
そして、冷却器を有する回転電機においては、通風路は機内の冷却媒体を流通させるために機内の通風セクション間を繋ぐ役割を果たし、通風セクション内では冷却媒体は径方向及び周方向に流通している。 In a rotating electrical machine having a cooler, the ventilation path serves to connect between the ventilation sections in the machine in order to distribute the cooling medium in the machine, and the cooling medium flows in the radial direction and the circumferential direction in the ventilation section. Yes.
ところで、回転電機内に冷却媒体の流通が妨げられた部分ができると、その箇所が局所的に高温となり損傷などに至る可能性がある。従って、通風路及び冷却器は、通風セクションでの冷却媒体の流通を妨げないように配置する必要がある。 By the way, if there is a part in the rotating electrical machine where the flow of the cooling medium is hindered, the part may become locally hot and may be damaged. Therefore, it is necessary to arrange the ventilation path and the cooler so as not to disturb the flow of the cooling medium in the ventilation section.
通風セクションでの冷却媒体の流通を妨げないように通風路及び冷却器を配置した例として、回転電機の上方に冷却器及び通風路を設けたトップドーム型の回転電機や、回転電機の両側に冷却器及び通風路を設けた四縦型の回転電機がある。 As an example of arranging a ventilation path and a cooler so as not to disturb the flow of the cooling medium in the ventilation section, a top dome type rotary electric machine provided with a cooler and a ventilation path above the rotary electric machine, or both sides of the rotary electric machine There are four vertical rotating electrical machines provided with a cooler and a ventilation path.
回転電機では、固定子枠内に、回転子巻線が施された回転子鉄心と、固定子巻線が施された固定子鉄心とがエアギャップを介して対向配置されている状態で収納配置されている。固定子鉄心は、径方向に複数の通風ダクトが設けられている。 In a rotating electrical machine, a rotor core with a rotor winding and a stator core with a stator winding are placed in a stator frame in a state of facing each other through an air gap. Has been. The stator core is provided with a plurality of ventilation ducts in the radial direction.
トップドーム型の回転電機では、回転電機の上部に冷却器が軸方向に2箇所設けられている。冷却器は、1流路の上流と下流に2つ直列に設けられている。そして、固定子枠内に封入してある冷却媒体を熱源である固定子鉄心及び回転子鉄心等に流し、これら固定子鉄心及び回転子鉄心等を冷却している。固定子鉄心及び回転子鉄心等との熱交換で温められた冷却媒体は、回転電機の上部で、かつ軸方向に2箇所設けられている冷却器によって冷却した後、通風路を通して再び固定子鉄心及び回転子鉄心等に送るようにしている。 In a top dome type rotating electrical machine, two coolers are provided in the axial direction on the rotating electrical machine. Two coolers are provided in series upstream and downstream of one flow path. Then, the cooling medium sealed in the stator frame is passed through the stator core and the rotor core, which are heat sources, to cool the stator core and the rotor core. The cooling medium heated by heat exchange with the stator core, the rotor core, etc. is cooled by a cooler provided at two locations in the upper part of the rotating electrical machine and in the axial direction, and then again through the ventilation passage, the stator core And it is sent to the rotor iron core.
また、四縦型の回転電機では、冷却器が回転電機の両側に4箇所設けられている。4つの冷却器は各流路に独立して設けられ、各冷却器は並列構造である。そして、固定子鉄心及び回転子鉄心等を冷却して温められた冷却媒体を、回転電機の両側に4箇所設けられている冷却器によって冷却した後、通風路を通して再び固定子鉄心及び回転子鉄心等に送るようにしている。 Further, in the four-vertical rotating electric machine, four coolers are provided on both sides of the rotating electric machine. Four coolers are provided independently in each flow path, and each cooler has a parallel structure. The cooling medium heated by cooling the stator core and the rotor core is cooled by four coolers provided on both sides of the rotating electrical machine, and then again through the ventilation path, the stator core and the rotor core. I send it to etc.
近年、固定子巻線を水で冷却し、固定子鉄心を水素で冷却する水冷却方式回転電機の採用により大容量の回転電機が製造されるようになっている。該方式は、より小さい出力の回転電機で採用されている水素間接冷却方式(固定子巻線と固定子鉄心を水素で冷却する方式)に対して効率が劣る。そのため、水素間接冷却方式を採用した回転電機の対応出力範囲を広げることが求められている。 In recent years, large-capacity rotating electrical machines have been manufactured by adopting a water-cooling rotating electrical machine in which a stator winding is cooled with water and a stator iron core is cooled with hydrogen. This method is inferior in efficiency to the indirect hydrogen cooling method (a method in which the stator winding and the stator core are cooled with hydrogen) adopted in a rotating electric machine having a smaller output. Therefore, it is required to expand the corresponding output range of rotating electrical machines that employ the indirect hydrogen cooling method.
ところが、大容量回転電機に水素間接冷却方式を適用した場合、水冷却機より固定子鉄心の外径が大きくなる。そのため、上述の四縦型の回転電機のように、回転電機の両側に冷却器および通風路を設けた構成とすると、回転電機の幅が大きくなり、コストアップおよび輸送費増加などのデメリットが生じる。また、上述のトップドーム型の回転電機のように、上方に冷却器および通風路を設けた構成とすると、回転電機の幅の増加は抑えられるものの、冷却器が冷却媒体に対して直列接続であるため冷却器の有効利用が難しく、風損も大きいというデメリットがある。回転電機の大きさは、輸送制限に関わるため、できるだけ小さく、かつ、軽いことが望ましい。 However, when the indirect hydrogen cooling method is applied to a large capacity rotating electrical machine, the outer diameter of the stator core is larger than that of the water cooler. Therefore, when the cooler and the ventilation path are provided on both sides of the rotating electric machine as in the above-described four-vertical rotating electric machine, the width of the rotating electric machine increases, resulting in disadvantages such as an increase in cost and an increase in transportation costs. . In addition, when a configuration in which a cooler and a ventilation path are provided above as in the above-described top dome type rotating electrical machine, an increase in the width of the rotating electrical machine can be suppressed, but the cooler can be connected in series to the cooling medium. For this reason, it is difficult to use the cooler effectively, and there are disadvantages such as large windage loss. Since the size of the rotating electrical machine is related to transportation restrictions, it is desirable that the rotating electrical machine be as small and light as possible.
実施の形態の課題は、冷却能力は維持しながら、回転電機の冷却器構造および配置の改善により固定子枠を小型・軽量化し、低コスト化した回転電機を提供することである。 The problem of the embodiment is to provide a rotating electrical machine in which the stator frame is reduced in size and weight by improving the cooler structure and arrangement of the rotating electrical machine while maintaining the cooling capacity, thereby reducing the cost.
実施の形態によれば、回転子鉄心と、固定子鉄心と、固定子枠と、回転子軸と、閉塞部材と、軸受装置と、冷却媒体の流通路と、冷却器と、を具備する回転電機である。冷却媒体の流通路は、前記回転子鉄心および前記回転子鉄心の内部に形成され、機内を冷却する冷却媒体を流通させる内部流路と、前記固定子枠沿いに前記固定子鉄心の軸方向に沿って設けられた外周通風路と、前記閉塞部材と前記閉塞部材の内側に離間させて設けられた隔板との間に形成され、前記固定子枠の軸方向両端に前記外周通風路と前記エアギャップとの間を連通する両端通風路とを有する。冷却器は、該冷却媒体の流通路の途中に設けられ、前記両端通風路に前記回転子軸と直交する方向に対して斜めにそれぞれ設置されている。 According to the embodiment, the rotation includes a rotor core, a stator core, a stator frame, a rotor shaft, a closing member, a bearing device, a flow path for a cooling medium, and a cooler. Electric. A cooling medium flow passage is formed in the rotor core and the rotor core, and has an internal flow path for circulating a cooling medium for cooling the inside of the machine, along the stator frame in the axial direction of the stator core. Formed between the outer peripheral ventilation path provided along the outer periphery and the partition member provided to be separated from the inner side of the closure member, and the outer peripheral ventilation path and the end at the axial ends of the stator frame. It has a both-ends ventilation path which connects between air gaps. The cooler is provided in the middle of the flow path of the cooling medium, and is installed obliquely with respect to the direction perpendicular to the rotor axis in the both-end air passages.
[第1の実施の形態]
(構成)
図1乃至図3は、第1の実施の形態を示す。図1は第1の実施の形態の回転電機の一例であるタービン発電機の全体の概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態のタービン発電機は、機内に封入された例えば水素などの冷却媒体によって機内を冷却する密閉型である。
[First Embodiment]
(Constitution)
1 to 3 show a first embodiment. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an entire turbine generator as an example of the rotating electrical machine according to the first embodiment. The turbine generator of the present embodiment is a hermetic type in which the inside of the machine is cooled by a cooling medium such as hydrogen enclosed in the machine.
図1において、1は回転電機の筐体を構成する円筒状の固定子枠である。この固定子枠1の内側には円筒状の固定子(ステータ)鉄心2が設けられている。固定子鉄心2の内周部には、軸方向に連続したスロット5が周方向に所定間隔をもって複数形成されている。このスロット5には、固定子巻線6が収納されている。固定子鉄心2には、径方向に放射状に伸びた通風ダクト7が軸方向に等間隔に複数形成されているラジアルフロー方式の内部流路が形成されている。なお、通風ダクト7の配置は、不等間隔の場合も有る。
In FIG. 1,
図2に示すように固定子鉄心2の内周側には、ガスギャップ8を介して回転子(ロータ)鉄心9が配置されている。この回転子鉄心9の外周部には、軸方向に連続したスロット(図示せず)を周方向に所定間隔をもって複数形成されている。回転子鉄心9のスロットには、回転子巻線(図示せず)が収納されている。回転子鉄心9の両端には、回転子巻線の両端を押圧する円筒状のリテイニングリング10が設けられている。回転子鉄心9の中心軸上には、軸方向両端側に延伸する回転子軸11が回転子鉄心9と一体に設けられている。
As shown in FIG. 2, a rotor (rotor)
固定子枠1の軸方向両端には、円環状の閉塞部材であるベアリングブラケット12が設けられている。このベアリングブラケット12の内周側には、回転子軸11を回転自在に支承する軸受装置13が設けられている。回転子軸11の一方端(軸受装置13よりも外側)には、回転中の回転子巻線に電力を供給する集電装置20が設けられている。この集電装置20は、回転子軸11の一方端(軸受け装置13よりも外側)に設けた集電環にカーボン製のブラシを押圧接触させて固定側と回転側を電気的に接続するものである。回転子軸11の他方端(軸受装置13よりも外側)には、回転電機の回転源であるタービンとの連結部が形成されている。
また、固定子枠1の外周部位には、固定子枠1沿いに固定子鉄心2の軸方向に沿って外周通風路19aが設けられている。さらに、固定子枠1の内部には、ベアリングブラケット12の内側に離間させて隔板15が設けられている。そして、固定子枠1の軸方向両端には、ベアリングブラケット12と隔板15との間に両端通風路19b1、19b2がそれぞれ形成されている。
Further, an outer
また、回転子軸11には、両側のリテイニングリング10の外側に軸流ファン17がそれぞれ設けられている。隔板15の中空部分側の端部には、ファンノズルリング18が取り付けられている。このファンノズルリング18は、隔板15の中空部分側の端部から固定子鉄心2の軸方向中心部に向かって湾曲させて絞り形状をなしている。このファンノズルリング18の湾曲部は、軸流ファン17における回転子軸11からみた先端部の近傍を通過するように配置されている。
The
回転子軸11の回転時には軸流ファン17の回転により、機内に封入された冷却媒体が昇圧され、機内を循環する。このとき、軸流ファン17からの吐出風は回転子軸11の軸方向に沿って外側から内側に向かってガスギャップ8内を流れる。さらに、ガスギャップ8内から固定子鉄心2の通風ダクト7を通して固定子鉄心2の外周通風路19a側に流入される。続いて、外周通風路19aの両側から両端通風路19b1、19b2を通り、軸流ファン17側に流れる冷却媒体の流通路19が形成されている。なお、回転子鉄心9側にも図示しない通風ダクトが形成され、軸流ファン17の回転により、機内に封入された冷却媒体が回転子鉄心9側にも循環するようになっている。
When the
また、冷却媒体の流通路19の途中、本実施の形態では、両端通風路19b1、19b2内に、冷却媒体を冷却する冷却器14が設けられている。図3は、この冷却器14の冷却配管構造を一部断面にして示す側面図である。冷却器14の本体14aは、熱交換部31と、第1の冷却水ボックス23aと、第2の冷却水ボックス23bと、を有する。熱交換部31は、複数の冷却配管21と、複数の薄板状のフィン22とからなる。
Further, in the present embodiment, a cooler 14 for cooling the cooling medium is provided in the both-end ventilation paths 19b1 and 19b2 in the middle of the cooling
複数の冷却配管21は、平行に並設され、冷却媒体を冷却するための冷却水を通す送水管である。複数の薄板状のフィン22は、配管21の軸方向に所定間隔で並設され、冷却配管21の径方向に広がる状態で装着されている。第1の冷却水ボックス23aは、熱交換部31の一端側に配置され、各冷却配管21と連通する。第2の冷却水ボックス23bは、熱交換部31の他端側に配置され、各冷却配管21と連通するとともに、冷却水入口部32と冷却水出口部33とを有する。そして、冷却器14において、冷却水は、第2の冷却水ボックス23bの冷却水入口部32から冷却配管21に入り、第1の冷却水ボックス23a内で反転して冷却配管21に入って冷却水出口部33に戻る。
The plurality of cooling
また、本実施の形態では、図1に示すように冷却器14は、両端通風路19b1、19b2における外周通風路19aとの連結部に回転子軸11と直交する方向に対して斜めにそれぞれ設置されている。これにより、回転電機には、冷却器14で冷却された冷却ガス16の流路が冷却器14から回転子鉄心9に向かう方向に沿って形成されている。
Moreover, in this Embodiment, as shown in FIG. 1, the cooler 14 is each installed in the connection part with the outer
(作用・効果)
本実施の形態のタービン発電機によれば、ベアリングブラケット12と隔板15との間の両端通風路19b1、19b2に冷却器14を設置することによって、径方向の通風路を有効に利用することで発電機の小型化を図ることができる。そのため、固定子鉄心2の外径の増加に影響を受けないため、大容量の回転電機においても従来よりも大きさが小さく軽い回転電機となる。
(Action / Effect)
According to the turbine generator of the present embodiment, the cooler 14 is installed in the both-end ventilation paths 19b1 and 19b2 between the bearing
さらに、軸方向に冷却媒体が流れる外周通風路19aから径方向に冷却媒体が流れる両端通風路19b1、19b2へ流路が変わる箇所に冷却器14を斜めに設置することにより、風損を減らし、冷却能力を維持したまま上述の小型・軽量化が可能となる。なお、本実施の形態によれば、冷却器14は両端通風路19b1、19b2内の径方向の通風路を有効利用できるため、図3に示すような直線型の冷却器でもよいが、コの字型あるいは、アーチ型などの形状をした冷却器を配置した構成としてもよい。
Furthermore, by installing the cooler 14 obliquely at a location where the flow path changes from the outer
[第2の実施の形態]
(構成)
図4は、第2の実施の形態を示す。本実施の形態は、第1の実施の形態(図1乃至図3参照)のタービン発電機の構成を次の通り変更した変形例である。なお、図4中で、図1乃至図3と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
(Constitution)
FIG. 4 shows a second embodiment. The present embodiment is a modification in which the configuration of the turbine generator of the first embodiment (see FIGS. 1 to 3) is changed as follows. 4 that are the same as those in FIGS. 1 to 3 are marked with the same symbols and descriptions of them will be omitted.
本実施の形態では、冷却器14は、熱交換部31に流れる冷却媒体の流れおよび温度分布を一様化する温度分布調整手段41を有する。本実施の形態の温度分布調整手段41は、冷却器14への冷却水入口部32を両端通風路19b1、19b2内における冷却媒体の通風量の多い側(内径側あるいは外径側)に設けたものである。なお、図4中で、実線矢印は、両端通風路19b1、19b2内における冷却媒体の通風量を示している。
In the present embodiment, the cooler 14 includes a temperature
(作用・効果)
本実施の形態では、図1に示すように冷却器14は、両端通風路19b1、19b2における外周通風路19aとの連結部に配置されているので、両端通風路19b1、19b2内における冷却媒体の通風量は不均一である。そのため、冷却器14への冷却水入口部32を両端通風路19b1、19b2内における冷却媒体の通風量の多い側に配置することにより、両端通風路19b1、19b2内における冷却媒体の通風量(流量)の多い側に、より冷たい冷却水を通すことができる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the cooler 14 is disposed at the connecting portion of the both-end ventilation passages 19b1 and 19b2 with the outer
このような本実施の形態の構成とすることにより、上述した第1の実施の形態と同様な効果が達成できることは勿論、流れの均一化されていない冷却媒体に対し、冷却器14の通風量の多い側に、より冷たい冷却水を通すことで効率的な冷却を行うことができる。 By adopting such a configuration of the present embodiment, it is possible to achieve the same effect as that of the first embodiment described above, and of course, the air flow rate of the cooler 14 with respect to the cooling medium whose flow is not uniformized. Efficient cooling can be performed by passing cooler cooling water through the higher side.
[第3の実施の形態]
(構成)
図5は、第3の実施の形態を示す。本実施の形態は、第1の実施の形態(図1乃至図3参照)のタービン発電機の構成を次の通り変更した変形例である。なお、図5中で、図1乃至図3と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
[Third Embodiment]
(Constitution)
FIG. 5 shows a third embodiment. The present embodiment is a modification in which the configuration of the turbine generator of the first embodiment (see FIGS. 1 to 3) is changed as follows. 5, the same parts as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施の形態では、冷却器14の熱交換部31にフィン22間のフィンピッチを変化させ、フィン22間のフィンピッチが小さい方の第1領域42と、フィン22間のフィンピッチが大きい方の第2領域43と、を設けている。そして、温度分布調整手段41として、熱交換部31に流れる冷却媒体の流量の多い側に第1領域42を配置したものである。
In the present embodiment, the fin pitch between the
(作用・効果)
本実施の形態の冷却器14は、上述の如く、冷却配管21に径方向に広がる薄板状のフィン22が配管21の軸方向に所定間隔で並設されている。そして、回転電機内の冷却媒体は薄板状のフィン22間を流れることで冷却される。本実施の形態によれば、薄板状のフィン22の間隔を変えることによって、通風路19から冷却器14に対して不均一に流入する冷却媒体を整流することができる。また、本実施の形態では、温度分布調整手段41として、熱交換部31に流れる冷却媒体の流量の多い側に第1領域42を配置したため、冷却器14を通過した後の冷却媒体の流れの温度分布を一様化することができる。そのため、回転電機内の冷却効率を向上させることができ、回転電機全体の効率向上を図ることができる。
(Action / Effect)
In the cooler 14 of the present embodiment, the thin plate-
[第4の実施の形態]
(構成)
図6は、第4の実施の形態を示す。本実施の形態は、第1の実施の形態(図1乃至図3参照)のタービン発電機の構成を次の通り変更した変形例である。なお、図6中で、図1乃至図3と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
(Constitution)
FIG. 6 shows a fourth embodiment. The present embodiment is a modification in which the configuration of the turbine generator of the first embodiment (see FIGS. 1 to 3) is changed as follows. In FIG. 6, the same parts as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施の形態では、冷却器14の熱交換部31において、冷却器14内の冷却水の往路と復路との間で冷却配管21の配列および数を変えたものである。すなわち、冷却器14の熱交換部31に冷却配管21の配列数が多い方の第1領域44と、冷却配管21の配列数が少ない方の第2領域45とを設けている。そして、温度分布調整手段41として、熱交換部31に流れる冷却媒体の流量の多い側に第1領域44を配置したものである。
In the present embodiment, the arrangement and the number of the cooling
(作用・効果)
本実施の形態の冷却器14は、上述の如く、冷却器14内の冷却配管21の配列および数を増減させることによって、通風路19から冷却器14に対して不均一に流入する冷却媒体を整流することができる。また、温度分布調整手段41として、熱交換部31に流れる冷却媒体の流量の多い側に第1領域44を配置したため、冷却器14を通過した後の冷却媒体の流れの温度分布を一様化することができる。そのため、回転電機内の冷却効率を向上させることができ、回転電機全体の効率向上を図ることができる。
ことができる。
(Action / Effect)
As described above, the cooler 14 according to the present embodiment increases or decreases the arrangement and number of the cooling
be able to.
[第5の実施の形態]
(構成)
図7は、第5の実施の形態を示す。本実施の形態は第1の実施の形態(図1乃至図3参照)のタービン発電機の構成を次の通り変更した変形例である。なお、図7中で、図1乃至図3と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
(Constitution)
FIG. 7 shows a fifth embodiment. The present embodiment is a modification in which the configuration of the turbine generator of the first embodiment (see FIGS. 1 to 3) is changed as follows. In FIG. 7, the same parts as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施の形態のタービン発電機では、両端通風路19b1、19b2内における冷却器14の前後に冷却媒体の通風を誘導する複数のガイドベーン24を設けている。各ガイドベーン24は、通風の抵抗とならない形状をなしている。両端通風路19b1、19b2の通風方向と直交する方向に沿ってガイドベーン24を等間隔あるいは不等間隔に複数設けることで、冷却器14に流入する不均一な流れ分布を均一にする流れ分布調整手段46を構成している。
In the turbine generator of the present embodiment, a plurality of
(作用・効果)
本実施の形態では、冷却器14へ流入し、流出する冷却媒体は、ガイドベーン24により、ベアリングブラケット12の周方向における流量が均一に修正される。このように、本実施形態のとおりガイドベーン24を設けることによって、通風路19からの冷却媒体の流れを冷却器14に誘導し、長さや隙間が均一配置されていないガイドベーン24によって不均一に流入する冷却媒体を整流することができる。また、冷却器14の後流のガイドベーン24によるさらなる整流効果が期待でき、冷却器14の後流の温度分布を一様化することができるので、回転電機内の冷却効率を向上させることができ、回転電機全体の効率向上を図ることができる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, the flow rate of the cooling medium flowing into and out of the cooler 14 is uniformly corrected by the
[第6の実施の形態]
(構成)
図8は、本発明の第4の実施の形態を示す。本実施の形態は第1の実施の形態(図1乃至図3参照)のタービン発電機の構成を次の通り変更した変形例である。なお、図8中で、図1乃至図3と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
(Constitution)
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention. The present embodiment is a modification in which the configuration of the turbine generator of the first embodiment (see FIGS. 1 to 3) is changed as follows. In FIG. 8, the same parts as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施の形態は、ベアリングブラケット12と隔板15との間の両端通風路19b1、19b2に、冷却器14を通風の上流側と下流側に直列に複数設置したものである。本実施の形態では、両端通風路19b1、19b2の通風路の上流側に容量が小さい上流側冷却器14b1が配置され、下流側に容量が大きい下流側冷却器14b2が配置されている。なお、両端通風路19b1、19b2の通風路の上流側に容量が大きい下流側冷却器14b2が配置され、下流側に容量が小さい上流側冷却器14b1が配置される構成にしてもよい。
In the present embodiment, a plurality of
(作用・効果)
本実施の形態では、ベアリングブラケット12と隔板15との間の両端通風路19b1、19b2に、上流側冷却器14b1と下流側冷却器14b2とを直列に設置したことによって、径方向の通風路19を有効に利用することができる。さらに、上流側冷却器14b1と下流側冷却器14b2との直列配置によって発電機の小型化を図ることができる。
なお、上記実施形態では、固定子鉄心2にラジアルフロー方式の内部流路が形成されている構成を示したが、固定子鉄心2にダイアゴナルフロー方式の内部流路が形成されている構成にしてもよい。
(Action / Effect)
In the present embodiment, the upstream-side cooler 14b1 and the downstream-side cooler 14b2 are installed in series on the both-end ventilation passages 19b1 and 19b2 between the bearing
In the above embodiment, a configuration in which a radial flow type internal flow path is formed in the
これらの実施形態によれば、回転電機の冷却能力を維持しながら、回転電機の幅あるいは高さを大きくせずに冷却器を配置して小型・軽量化した水素間接冷却方式の回転電機を得ることができる回転電機を提供することができる。 According to these embodiments, while maintaining the cooling capacity of the rotating electrical machine, a cooler is disposed without increasing the width or height of the rotating electrical machine, thereby obtaining a hydrogen indirect cooling type rotating electrical machine that is reduced in size and weight. It is possible to provide a rotating electrical machine that can be used.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…固定子枠、2…固定子鉄心、7…通風ダクト(内部流路)、8…ガスギャップ、9…回転子鉄心、10…リテイニングリング、11…回転子軸、12…ベアリングブラケット(閉塞部材)、13…軸受装置、14…冷却器、15…隔板、16…冷却ガス、17…軸流ファン、18…ファンノズルリング、19…流通路、19a…外周通風路、19b1、19b2…両端通風路、21…冷却配管、22…フィン、23a…第1のウォーターボックス、23b…第2のウォーターボックス。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該回転子鉄心とエアギャップを介して対向配置され、固定子巻線が施された固定子鉄心と、
これらを収納する固定子枠と、
前記回転子鉄心の中心軸上に前記回転子鉄心と一体に設けられ、軸方向両端側に延伸する回転子軸と、
前記固定子枠の軸方向両端に配置された円環状の閉塞部材と、
前記閉塞部材の内周側に配置され、前記回転子軸を回転自在に支承する軸受装置と、
前記回転子鉄心および前記回転子鉄心の内部に形成され、機内を冷却する冷却媒体を流通させる内部流路と、前記固定子枠沿いに前記固定子鉄心の軸方向に沿って設けられた外周通風路と、前記閉塞部材と前記閉塞部材の内側に離間させて設けられた隔板との間に形成され、前記固定子枠の軸方向両端に前記外周通風路と前記エアギャップとの間を連通する両端通風路とを有する該冷却媒体の流通路と、
該冷却媒体の流通路の途中に設けられ、該冷却媒体を冷却する冷却器と、を具備し、
前記冷却器は、前記両端通風路に前記回転子軸と直交する方向に対して斜めにそれぞれ設置されていることを特徴とする回転電機。 A rotor core with a rotor winding;
A stator core disposed opposite to the rotor core via an air gap and provided with a stator winding;
A stator frame for storing these,
A rotor shaft provided integrally with the rotor core on the central axis of the rotor core and extending to both axial ends;
An annular closing member disposed at both axial ends of the stator frame;
A bearing device that is arranged on the inner peripheral side of the closing member and rotatably supports the rotor shaft;
An inner flow path formed inside the rotor core and the rotor core and through which a cooling medium for cooling the inside of the machine flows, and an outer draft provided along the stator frame along the axial direction of the stator core A passage, and a closing plate provided between the closing member and the inner side of the closing member, and communicates between the outer circumferential air passage and the air gap at both axial ends of the stator frame. A flow path of the cooling medium having both ends of the ventilation path,
A cooler that is provided in the middle of the flow path of the cooling medium and cools the cooling medium,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the coolers are respectively installed obliquely with respect to a direction perpendicular to the rotor axis in the both-end air passages.
平行に並設され、前記冷却媒体を冷却するための冷却水を通す複数の冷却配管と、前記配管の軸方向に所定間隔で並設され、前記冷却配管の径方向に広がる複数の薄板状のフィンと、からなる熱交換部と、
前記熱交換部の一端側に配置され、前記各冷却配管と連通する第1の冷却水ボックスと、
前記熱交換部の他端側に配置され、前記各冷却配管と連通するとともに、冷却水入口部と冷却水出口部とを有する第2の冷却水ボックスと、
を具備することを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 The cooler is
A plurality of cooling pipes that are arranged in parallel and that pass cooling water for cooling the cooling medium, and a plurality of thin plate-shaped pipes that are arranged in parallel in the axial direction of the pipe at predetermined intervals and spread in the radial direction of the cooling pipe. A heat exchanging section comprising fins,
A first cooling water box disposed on one end side of the heat exchanging portion and communicating with each cooling pipe;
A second cooling water box disposed on the other end side of the heat exchanging portion, communicating with each cooling pipe, and having a cooling water inlet portion and a cooling water outlet portion;
The rotating electrical machine according to claim 1, comprising:
前記熱交換部に流れる前記冷却媒体の流量の多い側に前記第1領域を配置したことを特徴とする請求項3に記載の回転電機。 The temperature distribution adjusting means changes a fin pitch between the fins of the cooler, and includes a first region having a smaller fin pitch between the fins, and a second region having a larger fin pitch between the fins. , And
4. The rotating electrical machine according to claim 3, wherein the first region is arranged on a side where the flow rate of the cooling medium flowing through the heat exchange unit is large.
前記冷却配管の配列数が多い方の第1領域と、前記冷却配管の配列数が少ない方の第2領域と、を設け、
前記熱交換部に流れる前記冷却媒体の流量の多い側に前記第1領域を配置したことを特徴とする請求項3に記載の回転電機。 The temperature distribution adjusting means increases or decreases the arrangement and number of the cooling pipes in the cooler,
A first region having a larger number of arrangements of the cooling pipes and a second region having a smaller number of arrangements of the cooling pipes,
4. The rotating electrical machine according to claim 3, wherein the first region is arranged on a side where the flow rate of the cooling medium flowing through the heat exchange unit is large.
前記両端通風路の通風方向と直交する方向に沿って前記ガイドベーンを等間隔あるいは不等間隔に複数設けることで、前記冷却器に流入する不均一な流れ分布を均一にする流れ分布調整手段を有することを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 The both-end ventilation path has a shape that does not become ventilation resistance, and a guide vane that guides a cooling medium to the cooler is provided,
A flow distribution adjusting means for providing a uniform non-uniform flow distribution flowing into the cooler by providing a plurality of the guide vanes at equal intervals or non-uniform intervals along a direction orthogonal to the ventilation direction of the both-end ventilation paths; The rotating electrical machine according to claim 1, comprising:
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