JPS58123348A - 突極形回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は突極形回転子を有する突極形回転電機の通風冷
却構造の改良に関する。

発明の技術的背景とその問題点 近年、水車発電機等の突極形回転子を有する突極形回転
電機においても、省資源達成の為、効率向上が一つの課
題となっており、損失の中でかなり大きな割合を占める
冷媒ガス（一般に空気）の通風による風損の低減は効率
向上に寄与することが大きい。

第１図に別置電動ファンを設は九場合の従来の突極形回
転電機の通風径路を示す。上下の別置電動ファン（１）
によ９１回転子の磁極（２）付近の空気は、矢印で示す
ように磁極（２）間の通路を通）、固定子鉄心（３）に
設けられたダクト（３ａ）を遡シ、空気冷却器（４）に
て冷却された後、風道（５）内へ吐き出される。

この冷却された空気は再度別置電動ファン（１）によシ
磁極（２）間に供給されている。このような通風径路で
発生する圧力損失は別置ｔ＃７７ン（１）および磁極（
２）のファンとしての作用による圧力上昇と釣り合って
いる。

第２図はこのような通風径路による従来の回転電機の磁
極（２）端部の流れを矢印で示す。空気は回転している
磁極（２）　、　（２）間に吸込まれて行くので、各磁
極（２）の回転進み側には空気がぶつかる状況が発生す
る。この為、回転を阻止しようとする力が生じ、過大の
風損が発生する。

第３図には従来の通風方式による固定子鉄心（３）のダ
ク）　（３ａ）部付近の空気の流れを示す。固定子鉄心
（３）と磁極（２）との間を旋回する成分が最も多く、
一部は空気冷却器（４）（第３図には示さない）側に吐
き出さｎて行く。吐き出された分は主に磁極（２）。

（２）閾を通じて供給させる。このような流れでは、各
磁極（２）の外周側曲線部の回転遅れ側にて流路面構が
増大し、空気の剥離現象が発生する。このような各磁極
（２）後方での剥離現象は空気がうす巻き□ 状（６）となり低力を発生し、風損の増加を引起してい
る。

発明の目的 本発明は冷媒ガス（主に空気）の流れを従来と逆にして
、風損を低減し、効率を高くすると共に固定子コイルの
冷却も良好にした突極形回転電機を提供することを目的
とする。

発明の概要 本発明においては、突極形磁極を有する回転子と、この
回転子の外周側に空隙を介して円筒状に配置され軸方向
にダクトで分割され固定子コイルを有する固定子鉄心と
、この固定子鉄心と前記回転子に冷媒ガスの通風を案内
する風道と、この風道内に設けられたガス冷却器とを備
えてなる突極形回転電機において、ガス冷却器にて冷却
された冷媒ガスが、まず固定子鉄心のダクトを外径側か
ら内径側へ向けて通り固定子コイルを冷却し、次に回転
子磁極間を流扛てこの磁極を冷却するように通風するフ
ァンを風道に設けることによシ冷媒ガスの流れを従来と
逆Ｋして、風損を低減し、効率を高くすると共に、ガス
冷却器から出た冷たい冷媒を余シ温まらないうちに固定
子コイルに吹き付けて、回転電機で蟻も熱くなり易い固
定子コイルの冷却を良好にする。

発明の実施例 実施例１ 以下９本発明の第１の実施例について、第４図ないし第
６図を参照して説明する。

複数個の突極形磁極（２）を備えた固定子（７）の外見
側に空隙（８）を介して、円筒状に配置され軸方向にダ
ク）　（３ａ）で分割され、かつ固定子コイル（９）を
有する固定子鉄心（３）を設ける。固定子鉄心（３）は
固定子枠端によって保持され、その固定子枠θ呻の背部
に空気冷却器（４）を設定する。固定子と回転子とを囲
って固定子鉄心（３）と回転子（７）に空気の通風を案
内する風道（５）を設ける。風道（５）向上下に別置電
動ファン（１）を設ける。図中矢印は空気の流れを示す
。

次に作用について説明する。

別ｆｉ１１ｇ動ファン（１）により送風（５）に案内さ
れて空気冷却器（４）に供給された空気は、ここで冷却
され、固定子鉄心（３）に設けられたダク）　（３ａ）
の外径側から内径ｉ−へ向けて通り、その後、４ａ極（
２）　、　（２）間を通り、別置゛鑞動ファン（１）に
より風道（５）内に吐出される。第５図には、このよう
な通風径路の場合の磁極（２）端部の流れる示す。空気
は磁極１２１　、　＋２）間から吐出されて行く為、第
２図に示すような空気が磁極（２）ｖこぶつかる現象が
発生しない。また第６図には固定子鉄心ダク）　（３８
）近くの流れをボｒ０空気はダク）　（３ａ）から磁極
（２＞　、　（２）間に流れ込んで米る。この為、磁極
（２）外径側曲線部の回転遅れ−に２いても、流路の急
激な拡大は発生せず、流速の減少、静圧の上昇に伴なう
空気の剥離が発生しにくくなる。この為、各磁極（２）
の後方流れもスムーズとなり、風損が減少する。

このように、この実施例によると、空気の匝れがスムー
ズになり、風損が激減するが、磁極（２）のファンとし
ての作用は通風を阻蕾する働きとなり、別置電動ファン
（１）の容量は従来のものよりも大きなものとする必要
が一般的には考えられる。

しかしながら、例えば回転子（７）外径４ｍ、磁憾高さ
２（）、−Ｒ１回転数３０Ｏｒ　、ｐ、ｍの回転′−機
の一極（２）の実験による発生圧力は４０℃の乾燥空気
で２隘程度である。これは別置′＃ｔ１１１７アン（１
）の締切時元生圧力ｔｓｏｖ１！度と比較して、極端に
小さく、従って、別置電動ファン（１）の容量を従来と
比べて、らま）大きくせずとも、本実施例の通風は可能
である。

さらに１本実施例の過方方式によると、空気冷却器（４
）で冷却された直後の冷たい空気が、まず固定子鉄心（
３）を冷却し、ついで固定子鉄心（３）の内周側に設け
た固定子コイル（９）を冷却する為、固定子コイル（９
）の冷却効果が高く、さらに空気冷却器（４）から流入
した冷却空気は固定子枠部内の空間で均一な圧力となり
、固定子鉄心（３）に数多く設けられたダク）　（ａａ
）に流入して行く。流入側が均一な圧力であることから
、空気が各ダクト（３ａ）に均一に流入するように作用
し、固定子鉄心（３）も均一に冷却できる。さらに風道
（５）内の空気は高温であるから、風道（５）を構成す
る鉄板製の壁からも外部へ熱が流出し、空気冷却器（４
）の容量が小さくてすむことになる。

実施例２ 第７図は本発明の第２の実施例を示す。

この実施例では、空気冷却器（４）のみに外気を導く風
道（５）を設け、これに別置ｄ１動７アンｔｌ）を取付
けている。他は第１の実施例と同様である。

このようにすると第１の実施例の第４図に示す回転電機
密閉間の大きな風道（５）は不要となる。他の作用効果
は第１の実施例と同様である。

実施例３ 第８図は本発明の第３の実施例を示す。

この実施例では、回転子（７）に磁極（２＋　、　（２
）の間から風を吐き出す働きをするアキシャルファンａ
υを取付け、第１の実施例の第５図の通風を助けている
。

これは第１の実施例の通風作用を強化したもので、他の
作用効果は第１の実施例と同様である。

尚、本発明は上記し、かつ図面に示した実施例のみに限
定されるものではなく、その要旨を変史しない範囲で、
種々変形して実施できることは勿論である。

発明の効果　　　゛ 以上説明したよう・に１本発明によれば、磁極端部およ
び、固定子鉄心ダクト近くの磁極間の冷媒ガスの流れが
円滑とな９．風損が低減し、効率の高い、かつ固定子コ
イルの冷却効果の高い突極形回転電機を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の突極形回転電機を示す縦断面図、第２図
は第１図の回転子の要部を外周側から見九平面展開園、
第３図は第１図のダクト位置での要部拡大断面図、第４
図は本発明の突極形回転電機の第１の実施例を示す縦断
面図、第５図は第４図の回転子の要部を外周側から見た
平面展開図、第６図は第４図のダクト位置での要部拡大
断面図。 第７図は第２の実施例を示す縦断面図、第８図は嬉３の
実施例の回転子の要部を外周側から見た平ｌｌ１Ｍ！に
開園で心る。 ｌ　　ファン　　　　２　・・・磁極 ３　・固定子鉄心　　３ａ・・・・・・ダクト４・・・
・・空気冷却器　　５　・・・・・風道７　・・・・回
転子　　　　８　・・・空隙９　・・・・固定子コイル
　１０・・・・・・固定子枠１１・・・・・・アキシャ
ルファン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）突極形磁極を有する回転子と、この回転子の外周
   側に空隙を介して円筒状に配置され軸方向にダクトで分
   割され固定子コイルを有する固定子鉄心と、この固定子
   鉄心と前記回転子に冷媒ガスの通風を案内する風道と、
   この風道内に設けられたガス冷却器とを備えてなる突極
   形回転電機において、ガス冷却器にて冷却された冷媒ガ
   スが、まず固定子鉄心のダクトを外径側から内径側へ向
   けて通〕固定子コイルを冷却し、次に回転子磁極間を流
   れてこの磁極を冷却するように通風するファンを風道に
   設けたことを特徴とする突極形回転電機。
2. （２）　　固定子磁極の中央部から両端部方向へ通風を
   吐き出すアキシャルファンを回転子の両端に設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の突極形回転電
   機。