JPH04504198A

JPH04504198A - 発電機の改良された冷却システム

Info

Publication number: JPH04504198A
Application number: JP2505259A
Authority: JP
Inventors: シェルツインガー，ウィリアム・マーティン; チュ，ツウェイ; カスダン，レオン・マイケル
Original assignee: アライド―シグナル・インコーポレーテッド
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1992-07-23
Also published as: US4943746A; ES2040596T3; WO1990011640A1; CA2011021C; EP0463084A1; CA2011021A1; EP0463084B1

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】発電機の改良された冷却システム発明の背景本発明は、発電機における熱を消散する装置及び方法に関する。さらに詳細には、本発明は、発電機回転子の巻線からの熱伝達を改善することにより、回転子巻線における電流密度を増加させるために、発電機回転子にある支持くさびを通して冷媒を循環させる装置及び方法に関する。

発電機の動作中に発生する熱を消散する１つの方法は伝導形冷却システムの使用である。このようなシステムでは、油などの冷媒を発電機の中の冷却通路を通して移送して、発電機の様々な構成要素から熱を取り除（。このようなシステムは密封されており、従って、環境上の要因や大気条件の影響を受けず、また、あらゆる姿勢での発電機の動作を可能にする。従って、伝導形冷却システムは発電機に多くの利点を与えるのである。

これまでの出力必要条件の下で動作する発電機については従来の発電機用伝導形冷却システムが適切な熱放散を行っていた。ところが、近年の技術水準にある発電機、特に航空機の発電機は発電機の出力定格を増し且つそれを計量化する傾向にある。公知の伝導形冷却システムは、発電機により軽い重量でより高い出力定格を発生させるための十分な熱消散を行わない。従って、発電機の出力定格をさらに高（すると共に姿勢の変化の影響を受けないように発電機の回転子でさらに高い電流密度を発生できるように、より大きな熱放散容量を提供する冷却システムが要求される。

発明の概要本発明は、発電機における熱を消散する改良された装置及び方法を提供する。

発電機は孔のあいた軸を育し、その内部に孔のあいたスピンドルが取り付けられている。冷媒はポンプで汲上げられることに、より加圧状態で孔のあいた軸を通り、スピンドルの孔を通って一方向に進み、次に軸の孔を通ってスピンドルの外へ逆方向に進んで循環する。発電機は、軸に取り付けられ、い（つかの磁極を育する回転子と、回転子の磁極のそれぞれの間に配置されて、磁極に巻き付けられている導線を発ｍｓの動作中に加わる遠心力に対して支持する支持くさびとをさらに含む。軸はその側面に、軸の孔から放射状に延出する少なくとも２つのオリフィスを有する。少なくとも１つのオリフィスは冷媒を軸から排出させるために使用され、少なくとも１つのオリフィスは、冷媒が本発明に従って設けられる管路を経て発電機の他の領域へ循環した後に冷媒を軸に戻すために使用される。本発明によれば、それぞれの支持くさびは２つのボートと、２つのボートの間に延在する孔とを育する。軸に嵌合する内側スリーブと、支持くさびごとに１つずつある保合面とを育するマニホルドが設けられている。マニホルドは保合面でそれぞれの支持くさびに装着される。マニホルドは、内側スリーブに、軸のオリフィスごとに１つずつあるボートと、それぞれの支持くさびの２つのボートごとに１つずつあるボートとを有する。マニホルドは、冷媒を軸の１つ又は２つ以上のオリフィスからそれぞれの支持くさびの入口ボートへ移送し、また、軸に戻すために、内側スリーブのボートから支持くさびのボートに至る孔の系を有する。発電機の軸にあるオリフィスとかみ合う面の両側に溝穴を育するブシュは軸の孔の中のスピンドルの周囲に嵌合し、冷媒を軸のオリフィスを通して導く。

本発明の目的は、発電機回転子の磁極の間に配置される支持くさびを通る冷却管路を形成する発電機の改良された伝導形冷却システムを提供することである。

本発明の別の目的は、発電機回転子の巻線導線から冷媒に至る短い熱伝達経路を形成する伝導形冷却システムを提供することである。

本発明の別の目的は、回転子からの熱の消散の効率を向上させる伝導形冷却システムを提供することである。

本発明の別の目的は、重量を減らす一方で、発電機の回転子でより大きな電流密度を発生させ、従って、発電機の出力定格を高めることができる発電機冷却システムを提供することである。

図面の説明図１は、４つの磁極を育する発電機回転子を示し；図２は、従来の技術の発電機軸アセンブリを示し；図３は、本発明の好ましい一実施例に従った軸アセンブリを示し；図４は、図３の軸の断面図を示し：図５は、方向調整プシェをさらに詳細に示し：図６は、発電機軸の軸に沿った図５の方向調整ブシュの図を示し；図７は、本発明の好ましい一実施例に従って４極発電機回転子と共に使用するためのマニホルドの断面図を示し；図８は、発電機軸及び支持くさびへのマニホルドの組立てを示し；図９は、本発明の好ましい一実施例に従った入口ボートと、出口ボートとを有する支持（さびを示し；図１０は、発電機軸の軸に沿った図９の支持くさびの側面図を示し；図１１は、本発明の代替実施例を示し；図１２は、本発明の第２の代替実施例を示し；図１３は、図１２の実施例で使用されるマニホルドを示し；図１４は、本発明の第３の代替実施例を示す。

好ましい実施例の説明図１は、巻線と呼ばれる導線がそれぞれ巻き付けられている４つの磁極１２゜１４．１６及び１８を有する発電機の回転子１０を示す。発電機の動作中、電流は巻線を通過し、それにより熱を発生する。発電機を効率良く動作させると共に、巻線の温度を絶縁が破壊し始める直置下に保つためには、ある程度の量の熱を発電機、特に巻線から取り除かなければならない。発電機から取り除かれる熱の量が不十分であると、発電機の出力電力は制限される。さらに、熱が増すと、発電機内部の絶縁の品質は劣化するので、発電機の寿命は短くなり、信頼性は低下する。従って、発電機の冷却を行うためのシステムは発電機の重要な構成要素なのである。

図２は、発電機内で発生する熱を消散するために冷媒が内部を循環してゆく軸アセンブリ３０を示す。軸アセンブリ３０は軸３２から構成され、この軸３２は、開口３８を育する第１の端部３６から閉鎖した第２の端部４０まで続く孔３４と、軸３２の内部に取り付けられるロッド４２とを有し、ロッドは長さに沿って第１の開口４８から第２の開口５０まで続く孔４６と、その長さの一部の外表面に沿って設けられる好ましくは螺旋状の溝４４とを育する。相当の量の熱が発生すると、図１の回転子１０は、回転子１０を加熱し且つ輪３２を冷却することにより、軸３２に焼ばめされる。

図２の冷却システムでは、冷媒をタンクから移送軸５２ヘポンプにより加圧状態で送り出す。孔５４は、移送軸５２の長さに沿って、軸３２の開いた端部３６の近傍にある第１の開口５６から第２の開口５８まで続いている。第２の開口５８を有する側の移送軸５２の端部はロッド４２の第１の開口４８を通ってロッド４２の孔４６の中へ延出し、そこで、ロフト４２と移送軸５２とは環状構成で組立てられることになる。冷媒は移送軸５２を経てスピンドル４２の孔４６の中へ移送される。図示されていないＯリングは移送軸の第１の開口５６に対してンールを構成することにより、冷媒の漏れを防ぐ。

冷媒はロッド４２の孔４６を通って軸アセンブリ３０の第１の空洞６０へ移送される。軸３２とロッド４２が共に回転するにつれて、螺旋状の溝４４は、冷媒が第１の空洞６０から第２の空Ｗ４６２へと移送されてゆくときの経路を形成する、その後、冷媒は第１の開口３８を経て軸アセンブリ３０から出てタンクに戻る冷媒はどのような潤滑液又は油圧油であっても良い。冷媒は発電機によっては軸受を潤滑する役割も果たすので、多くの発電機について好ましい冷媒は油である。

冷媒が軸アセンブリ３０を通って循環するにつれて、発電機の様々な構成要素から軸３２や冷媒へと熱が伝達されるので、軸アセンブリ３０から冷媒が排出されるときに、熱も取り除かれるのである。ところが、図２の伝導形冷却システムは、既に開発されている発電機で要求されているようなより高い定格で、さらに計量で動作しなければならない発電機については不十分であることがわかっている。これは、より高い出力は、一般に、回転子１０の巻線における電流密度を増加させることにより得られるので、その結果、発電機で発生する熱が多くなってしまうためである。その上に、冷媒からある程度能れたところで、巻線にさらに多くの熱が発生するので熱伝達経路が長くなりで、熱を効率良く除去できない。

図３は、本発明の好ましい一実施例に従った、図」の４極回転子１０と共に使用するための軸アセンブリ７ｏを示す。軸アセンブリ７０は軸７２から構成され、この軸７２は開ロア８を育する第１の端部７６から閉鎖した第２の端部８０まで続く孔７４と、軸７２の内部に取り付けられるロッド８２とを有し、ロッド８２はその長さに沿って第１の開口８４から第２の開口８５に至る孔８３と、その長さの一部の外表面の周囲の好ましくは螺旋状の溝８６と、方向調整ブシュ８８とを有する。さらに、孔７４から放射状に、９０度ずつ離間して延出する４つのオリフィスが軸７２の側壁に設けられている。図３は３つのオリフィス９ｏ、９２及び９４を示している。第４のオリフィスはオリフィス９４の真向かいに位置している。図４は、軸アセンブリ７２の断面図を示し、軸７２の側壁に設けられた４つのオリフィス９０，９２．９４及び９６をさらに明瞭に指示している。

図３の軸アセンブリ７０は、冷媒が軸７２から出て、次に、発電機内の追加管路を通って移送された後に軸７２に戻るという点を除いて、図２の軸アセンブリ３０と同様に機能する。油又は他の何らかの流体などの冷媒はタンクから、図２の移送軸５２に類似する移送軸９８を通して汲み上げられる。冷媒はロッド８４の孔８３を通って第１の空洞１００へ移送される。次に、冷媒は逆方向に螺旋状の溝８６を通って移送される。ところが、螺旋状の溝８６の終端部で、方向調整ブシュ８８は、冷媒を他の管路を通して循環させることができるように、ブシュ８８の一方の側にそれぞれある半円形の切欠き１０２及び１０４によってオリフィスのうち２つ９０及び９２を通るように冷媒を方向づけする。冷媒がオリフィス９４及び９６を経て軸アセンブリ７０に戻ると、ブシュ８８はその反対側にある２つの半円形の切欠きによって冷媒を第２の空洞１０Ｂへ導く。

方向調整ブシュ８８を図５及び図６にさらに詳細に示す。方向調整プシ、Ｌ８８は、ブシュ８８がロッド８２に沿って摺動できるように適切な直径をもつ内側スリーブ１１０を有する。ブシュ８８の外径は、軸７２がブシュ８８に焼ばめされた後の軸７２の孔７４の内径より０．０２５４ミリメートル（，００１インチ）大きいのが好ましい。焼ばめはブシュ８８の周囲に沿って固いはめ合いを形成する。

方向調整ブシ、８８は４つの半円形スカロップ面１１２，１１４，１１８及び１１８を有し、それらが切欠きとなりでいる。面１１２，１１４．１１８及び１１８はブシュ８８の周囲に９０度の間隔で離間して位置しており、ブシュ８８を軸７２の孔７４の中に、ロッド８２にかぶさるように挿入したとき、軸の４つのオリフィス９０．９２．９４及び９４とそれぞれかみ合う。方向調整ブシュ８８の両側には、それぞれ、１８０度離間する２つの切欠き面がある。

図１の回転子１０は、電力の発生中、軸アセンブリ７０と共に高速で回転するので、それぞれの磁極１２，１４．１６及び１８の巻線は、速い回転速度で巻線を回転子から分離させようとする大きな遠心力を受けることになる。そのような力に抗してそれらの巻線を支えるために、従来の発電機設計に際しては、それぞれの磁極１２，１４．１６及び１８の間の領域２０，２２．２４及び２６にくさびを取り付けることが知られている。それらの支持くさびは、回転子１０の回転中の遠心力に対抗するように磁極との間に巻線をはさみ込む。従って、領域２０．２２．２４及び２６に設けられる支持くさびは、発電機における熱の大半が発生する回転子１０の巻線に近接して位置している。本発明によれば、冷媒を移送する管路を形成することにより、巻線から冷却システムに至る短い熱伝達経路を形成し、その結果、冷却システムの効率をさらに向上させるように、支持くさびには孔があけられている。

図７は、冷媒を軸アセンブリ７０のオリフィス９０及び９２からそれぞれの支持くさびへ移送し、その後、軸アセンブリ７０に戻す本発明の好ましい一実施例に従ったマニホルド１２０を示す。マニホルド１２０は軸７２に嵌合するスリーブ１２２を育する。マニホルド１２０は、支持くさびごとに１つずつ、保合面１２４．１２６．１２８及び１３０をさらに有する。

各保合面１２４，１２６，１２８及び１３０は、それぞれの支持くさびにあるボートとかみ合う２つずつのボート１３２及び１３４．１３６及びｉ３８，１４０及び１４２並びに１４４及び１４６を有する。マニホルド１２０はそれぞれの保合面でそれぞれの支持くさびに装着されるのが好ましい。マニホルド１２０は、スリーブ１２２の内面にも、４つのボート１４８，１５０，１５２及び１５４を育する。マニホルド１２０が軸アセンブリ７０の周囲に配置されたとき、これらのボート１４８，１５０，１５２及び１５４は軸のオリフィス９０，９２．９４及び９６の中の１つとそれぞれかみ合う。

好ましい実施例では、内側スリーブ１２２に沿ったマニホルドの２つのボート１４８及び１５２は、方向調整ブノユ８８の面１０２及び１０４によりそれぞれ方向づけされる通りに、軸７２のオリフィス９０及び９２をそれぞれ通して冷媒を受け入れる。冷媒は２つのボート１４８及び１５２から４つの支持くさびの管路へ移送されなければならない。従って、マニホルドの各入口ボート１４８及び１５２は２つの支持くさびの管路に冷媒を供給する。そこで、入口ボート１４８はくさびとの保合面１２４にあるボート１３２に至る孔１５８を有すると共に、くさびとの保合面１３０にあるボート１４６に至る孔１５８を有する。同様に、入口ボート１５２はくさびとの保合面１２６にあるボート１３８に至る孔１８０と、（さび取付面１２８にあるボート１４０に至る第２の孔１６２とを有する。

従って、マニホルド１２０は軸アセンブリ７０から支持くさびのそれぞれへ冷媒を移送するのみである。

好ましい実施例では、冷媒が軸アセンブリ７０に戻るときにも同じような状況が現れる。マニホルドのボート１５０及び１５４は４つの支持くさびから軸アセンブリ７０のオリフィス９４及び９６へ冷媒を移送する。そこで、ボート１５０はくさびとの保合面１２４にあるボート１３４に至る孔１６４と、くさびとの保合面１２Ｂにあるボート１３６に至る孔１６６とを有する。ボート１５４はくさびとの保合面１２８にあるボート１４２に至る孔１６８と、くさびとの保合面１３０にあるボート１４４に至る第２の孔１７０とを有する。

図８は、本発明の好ましい一実施例に従って軸アセンブリ７０及び回転子アセンブリ１９０と共に組立てたマニホルド１２０の断面図である。回転子アセンブリ１９０は４極回転子と、複数の磁極のそれぞれの間に嵌合する支持（さびとから構成される。マニホルド１２０は、それが冷媒を供給する回転子本体１９０にあるそれぞれの支持くさびに装着されている。マニホルド１２０は内側スリーブ１２２の面に２本の溝１９２及び１９４を有する。内側スリーブのボート１４８．１５０，１５２及び１５４は溝１９２及び１９４にはさまれて位置している。

動作中の軸アセンブリ７０からの油漏れを阻止するように、溝１９２及び１９４にはＯリング１９６及び１９８がそれぞれ挿入されている。

図９及び図１０は、回転子ｌＯの磁極１２．１４．１８及び１８のそれぞれの間の空間２０，２２．２４及び２６に嵌合して、回転子ｌＯの巻線を支持するために使用される支持くさび２１０を示す。支持（さび２１０は、マニホルド１２０にある保合面の中の１つ１２４，１２６．１２８又は１３０とかみ合う面２１２を有する。この面２１２には２つのボート２１４及び２１６が設けられている。

孔２１８はボート２】４とボート２１６との間に延在している。ボートの一方２１４又は２１６がマニホルド１２０から冷媒を受け入れる。冷媒はくさびの孔２１８を通って循環する。それぞれのくさび２１０は回転子１０の巻線から孔２１８を通過してゆく冷媒に伝導する。この後、冷媒は他方のボート２１４又は２１６を経てマニホルド１２０へ、さらには軸アセンブリ７０の中へと排出されて、巻線から熱を取り除く。

冷媒を全ての管路を通して循環させることができるようにするために、冷媒は十分な圧力をもって冷却システムに供給されなければならない。発電機の回転速度が増すにつれて、遠心力による冷却システム内の圧力降下は太き（なる。従って、回転速度が上がるにつれて、冷却システムの圧力も同様に上げなければならないであろう。

本発明の構成要素であるマニホルド１２０、支持くさび２１０及び方向調整ブシュ８８は、計量であり且つ熱伝達品質の良いアルミニウムにより構成されている。ただし、他の材料を使用することは可能である。単なる例として挙げれば、チタン、非磁性鋼又は複合材料も使用可能であろう。さらに、支持くさびを巻線から絶縁するように、支持くさびは酸化アルミニウム又は他の何らかの絶縁材料によって被覆されている。

当業者により、４極回転子と共に使用するための本発明の別の実施例を構成することができる。たとえば、冷媒の入口部と出口部が少な（とも１つずつあれば、軸７２に設けられるオリフィスの数を変えることができる。さらに、軸７２におけるオリフィスの配置を変えることができる。いずれの場合にも、マニホルドと方向調整ブシュの構成をそれに相応して修正しなければならない。

考えつる変形の別の例として、冷媒を軸から回転子支持くさびに分配し、次に再び軸に戻すために、マニホルドの管路、すなわち孔をどのような数の道筋をとって構成しても良い。

本発明は、４極回転子を有する発電機と共に使用する場合に限定されない。好ましい実施例のマニホルドに変形を加えれば、回転子にどのような数の磁極を有する発電機であっても、本発明を実施することができる。

本発明のどの実施例の冷却システムも、その構成は最も効率の良い冷却システムを提供しているとしても、全ての支持くさびに冷媒を供給する必要はない。従って、多数の磁極と支持くさびがあり、そのため、冷却システム内の圧力が全ての支持くさびの管路を通して冷媒を循環させないようになってしまうと考えられる発電機では、システムの圧力を上げられないのであれば、管路を有する支持（さびの数を減らして、その問題を克服することができるであろう。

回転子が多数の磁極を有している場合、回転子の磁極の間に嵌合する支持くさびはその内部にＵ字形の孔を形成するほど十分な幅ではな（なると思われる。そのような場合には、支持（さびの一端に入口ポートを設け、支持（さびの他端に出口ポートを設け、入口ボートと出口ポートとの間に支持くさびをまっすぐに通る孔を設けることにより、支持くさびを通して冷媒を移送することができる。図１１を参照すると、そのような構成を育する本発明の代替実施例の平面図が示されている。発電機の回転子２５６の磁極の間に位置し、冷媒が供給されることになる支持くさび２５４及び２５５のそれぞれの両端部に、マニホルド２５０及び２５２が取り付けられている。マニホルド２５０及び２５２は、好ましい実施例の図８に示す構成と同じように、軸アセンブリ２５８の周囲に配設されるのが好ましい。軸アセンブリ２５８の内側には、冷媒が加圧状態で移送されてゆく軸方向の孔２６２を有するロッド２８０が取り付けられている。冷媒は、ロッド２６０から出ると、空洞２６４に入り、ブシュ２７４にそれぞれ設けられている切欠き面２７０及び２７２により、軸２７０の放射状に延在しているオリフィス２６６及び２６８を通って導かれる。閉塞の場合にフェイルセーフ動作を行うために複数の放射状に延出するオリフィスを設けるのが好ましいが、単一のオリフィスでも十分である。

冷媒はオリフィス２６６及び２６８を通って軸アセンブリ２５８から出て、マニホルド２５２の管路２７６及び２７８をそれぞれ経て移送される。その後、冷媒は支持くさび２５４及び２５５の管路２８０及び２８２をそれぞれ通って移送され、さらに、マニホルド２５０の管路２８４及び２８６をそれぞれ通る。冷媒はオリフィス２８８及び２９０を通って軸アセンブリ２５８に入り、ブシュ２９６の切欠き面２９２及び２９４により導かれる。

図１１では、全ての冷媒が支持くさび２５４及び２５５を通って軸アセンブリ２５８の外へ導かれる。しかしながら、冷媒を発電機の回転子２５６に最も近い軸アセンブリの軸方向長さを通して循環させることが望ましい場合には、ブシュ２７４が冷媒の一部のみをオリフィス２６６及び２６８を通して導き、冷媒の一部を空洞２９８に流入させるように、ブシュ２７４を変形することができる。冷媒を空洞２９８から排出させるように、ブシュ２９６を変形することも必要であろう。発電機を適切に冷却するために必要な数の支持くさびに至る管路を設けるようにマニホルド２５０及び２５２を構成することができる。さらに、前述のように、軸２７０の１つのオリフィスから複数の支持くさびへ冷媒を供給するようにマニホルド２５０及び２５２のそれぞれを構成することができる。

図１２は、冷媒がそれぞれの支持くさびを通りで一方向に移送される本発明の別の代替実施例を示す。第１のマニホルド３００は軸アセンブリ３０２の周囲に配置され、このマニホルドが冷媒を供給、受は入れする回転子３０８の支持くさび３０４及び３０６のそれぞれに装着されている。第２のマニホルド３１０は、冷媒を受け入れる支持くさび３０４及び３０６のそれぞれに結合している。先の場合と同様に、軸アセンブリ３０２は、孔のあいた軸３１６の中に取り付けられる孔３１４を育するロッド３１２を含む。冷媒は加圧状態で孔３１４を通って移送され、その後、軸アセンブリ３０２内部のロッド３１２の周囲を逆方向に移送される。冷媒がブシュ３１８に接触すると、冷媒は切欠き面３２４によりオリフィス３２０を通って軸アセンブリ３０２の外へ導かれる。図示してはいないが、冷媒が軸アセンブリ３０２から出るときに通過できるオリフィス３２０を２つ以上設けるのが好ましい。

冷媒は、軸３１６から出ると、第１のマニホルド３００の管路３２６を通って支持くさび３０４の管路３２８へ移送される。第２のマニホルド３１０は管路３３０を有し、冷媒は管路３２８からその管路３３０を通って別の支持くさび３０６の管路３３２へと移送される。第１のマニホルド３００は、冷媒をオリフィス３３６を通して軸アセンブリ３０２に戻す別の管路３３４をさらに有する。プシ１３１８は、切欠き面３２４とは反対の側に、冷媒を軸アセンブリ３０２の中へ導き入れる切欠き面３３８を有する。

図１３は、図１２の第２のマニホルド３１０を示す。マニホルド３１０は、冷媒が１つの支持くさびから別の支持くさびへ移送されるときに通る２本の管路３３０及び３３２を有する。回転子３０８がマニホルドとかみ合う平らな面領域を有する場合には、管路３３０及び３３２を単にマニホルド３１００面から切り取るだけで良い。

図４４は、冷媒が軸３５０を通ってまっすぐに移送される本発明の代替実施例を示す。第１のマニホルド３５２は軸３５０の周囲に配設されて、支持くさび３５４及び３５６の中の１つ又は２つ以上に冷媒を供給する。第２のマニホルド３５８は支持くさび３５４及び３５６から冷媒を受け入れ、冷媒を軸３５０に戻す。

軸３５０の内部に嵌合するブシュ３８０は、冷媒を１つ又は複数のオリフィス３６２及び３６４を通して軸３５０の外へ導き出すために使用される。全ての冷媒を支持くさびを通して移送すべきであるならば、プシ、３６０は図示するように中実である。ところが、冷媒の一部のみを支持（さびを通して移送すべきである場合には、切欠き面３６６及び３６８が冷媒の一部のみをオリフィス３７０及び３７２をそれぞれ通して導くように、ブシュ３６０はその中心に穴を有しているべきである。

ＦＩＧ、　ＩＩＦＩＧ、　／３ＦＩＧ、　／４補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）■、特許出願の表示第ＰＣＴ／ＵＳ９０１０１４３３号２、発明の名称発電機の改良された冷却システム３、特許出願人住　所　アメリカ合衆国　０７９６２　ニューシャーシー州・モリスカウンティ・モリス　タウンシップ・ビイオーボックス２２４５　アール会コロンビア　ロード　アンド　パークアヴエニュウ・（番地なし）名　称　アライド−シグナル・インコーボレーテブド代表者　ウオルシュ、ロバ −）−エイ国　籍　アメリカ合衆国４、代理人〒１００居　所　東京都千代田区永田町２丁目４番２号秀和溜池ビル８階山川国際特許事務所内１９９１年５月１５日６、添付書類°の目録（１）　補正書の写しくｎ訳文）　１　通従来の技術の典型的な１例は米国特許第３，５９１，８１６号である。この特許は回転子と、放射状のオリフィスを有する中空の軸及び軸の軸方向の孔の中にあって、流体を導く手段と、入口部及び出口部を「するくさびと、軸の周囲にあって、くさびとの間で流体を導く手段とを示す。

上記の目的に従って、本発明は、発電機における熱を消散するために冷媒を循環させることができる伝導形冷却システムにおいて、回転するようになっており、冷媒を循環させることができる軸方向の孔と、前記孔から放射状に延出する少なくとも２つのオリフィスとを有する軸と、前記軸に取り付けられ、複数の磁極を育する回転子と、前記複数の磁極のそれぞれの間に位置し、少なくとも１つが入口部と、出口部とを育し、その入口部と出口部との間に孔が延在している複数の支持くさびと、前記孔の中に配設され、熱伝導率の高い非磁性材料から製造されており、前記軸から前記オリフィスの中の少なくとも１つを通して冷媒を導き出し、前記オリフィスの中の少なくとも１つを通して冷媒を前記軸の中へ導き入れる手段とを具備するシステムを企図している。熱伝導率の高い非磁性材料から製造されるマニホルド手段は前記軸の周囲に配設されて、冷媒が前記軸から出るときに通る前記オリフィスから、前記入口部を有している前記複数の支持くさびのうちの少な（とも１つにある前記入口部へ冷却を移送すると共に、冷媒を受け入れた前記複数の支持くさびのそれぞれにある前記出口部から、冷媒が前記軸に入るときに通る前記オリフィスへ冷媒を移送し、前記複数の支持くさびのうちの少なくとも１つで冷媒を前記孔を通して移送する。前記複数の支持（さびを回転子巻線から絶縁するために、それぞれの支持くさびは絶縁材料で被覆される。

補正請求の範囲１０回転するようになっており、冷媒を循環させることができる軸方向の孔（３４）と、前記孔（３４）から放射状に延出する少なくとも２つのオリフィス（９０，９２）とを育する軸（３０）と、前記軸（３０）に取り付けられ、複数の磁極（１２，１４，１６，１８）を有する回転子（１０）と、前記複数の磁極（１２，１４，１８，１８）のそれぞれの間に位置し、少な（とも１つが入口部（２１４）と、出自部（２１Ｂ）とを有し、その入口部と出口部との間に孔（２１８）が延在している複数の支持くさび（２１０）と、前記軸（３０）の前記孔（３４）の中に配設され、熱伝導率の高い非磁性材料から製造されており、冷媒を前記軸（３０）から前記オリフィス（９０，９２）のうちの少なくとも１つを通して導き出すと共に、冷媒を前記オリフィス（９０，９２）のうちの少なくとも１つを通して前記軸（３０）の中へ導き入れる手段（８８）とを具備し、発電機における熱を消散するために冷媒を循環させることができる伝導形冷却システムにおいて、前記軸の周囲に配設され、熱伝導率の高い非磁性材料から製造されており、冷媒が前記軸（３０）から出るときに通る前記オリフィス（９０，９２）から、前記入口部（２１４）を育している前記複数の支持くさび（２１０）のうちの少な（とも１つにある前記入口部（２１４）へ冷媒を移送すると共に、冷媒を受け入れた前記複数の支持くさび（２１０）のそれぞれにある前記出口部（２１Ｂ）から、冷媒が前記軸に入るときに通る前記オリフィス（９０，９２）へ冷媒を移送して、前記複数の支持くさびのうちの少なくとも１つで前記孔（２１８）を通して冷媒を移送するマニホルド手段（２１０）をさらに具備し：支持くさび（２１０）を回転子（ｌＯ）の巻線から絶縁するために、前記複数の支持くさび（２１０）のそれぞれは絶縁材料で被覆されているシステム。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．発電機における熱を消散するために冷媒を循環させることができる伝導形冷却システムにおいて、回転するようになっており、冷媒を循環させることができる軸方向の孔と、前記孔から放射状に延出する少なくとも２つのオリフィスとを有する軸と；前記軸に取り付けられ、複数の磁極を有する回転子と；前記複数の磁極のそれぞれの間に位置し、少なくとも１つが入口部と、出口部とを有し、その入口部と出口部との間に孔が延在している複数の支持くさびと；前記軸の前記孔の中に配設され、前記オリフィスの少なくとも１つを通して冷媒を前記軸の外へ導き、また、前記オリフィスの少なくとも１つを通して冷媒を前記軸の中へ導入する手段と；前記軸の周囲に配設され、冷媒が前記軸を出るときに通る前記オリフィスから、前記複数の支持くさびのうち前記入口部を有する少なくとも１つの支持くさびにある前記入口部へ冷媒を移送すると共に、冷媒を受け入れた前記複数の支持くさびのそれぞれにある前記出口部から、冷媒が前記軸に入るときに通る前記オリフィスへ冷媒を移送して、前記複数の支持くさびのうち少なくとも１つで冷媒を前記孔を通して移送する手段とを具備するシステム。
２．前記入口部と前記出口部は、前記入口部と前記出口部を有している前記複数の支持くさびのそれぞれの同じ端部にあり、前記移送する手段は複数の管路を有するマニホルドである請求項１記載のシステム。
３．前記入口部と前記出口部は、前記入口部と前記出口部を有している前記複数の支持くさびのそれぞれの両側の端部にあり、前記移送する手段は、前記複数の支持くさびの第１の軸方向端部に配設され、冷媒が前記軸を出るときに通る前記オリフィスと、前記入口部を有している前記複数の支持くさびのそれぞれにある前記入口部との間に延在して移送時に冷媒が通過することができる管路を有する第１のマニホルドと、前記複数の支持くさびの第２の軸方向端部に配設され、前記出口部を有している前記複数の支持くさびのそれぞれにある前記出口部と、冷媒が前記軸に入るときに通る前記オリフィスとの間に延在して移送時に冷媒が通過することができる管路を有する第２のマニホルドという２つのマニホルドである請求項１記載のシステム。
４．発電機における熱を消散するために冷媒を循環させることができる伝導形冷却システムにおいて、回転するようになっており、軸方向の孔と、前記孔から放射状に延出する少なくとも２つのオリフィスとを有する軸と；前記軸に取り付けられ、複数の磁極を有する回転子と；前記複数の磁極のそれぞれの間に位置し、少なくとも１つが入口部と出口部とを有し、その入口部と出口部との間に孔が延在している複数の支持くさびと；前記軸の前記孔の中に取り付けられ、前記軸から前記オリフィスの少なくとも１つを通る冷媒の少なくとも一部の排出を導く手段と；前記軸の周囲に配設され、冷媒が前記軸を出るときに通る前記オリフィスから、前記複数の支持くさびの少なくとも１つにある前記入口部へ冷媒を移送すると共に、冷媒を受け入れた前記複数の支持くさびのそれぞれにある前記出口部から、冷媒が前記軸に入るときに通る前記オリフィスへ冷媒を移送して、前記複数の支持くさびのうち少なくとも１つで冷媒を前記孔を通して循環させる手段とを具備するシステム。
５．前記入口部と前記出口部は、前記入口部と前記出口部を有している前記複数の支持くさびのそれぞれの両側の端部にあり、前記移送する手段は、前記複数の支持くさびに第１の軸方向端部に配設され、冷媒が前記軸を出るときに通る前記オリフィスと、前記入口部を有している前記複数の支持くさびのそれぞれにある前記入口部との間に延在して移送時に冷媒が通過することができる管路を有する第１のマニホルドと、前記複数の支持くさびの第２の軸方向端部に配設され、前記出口部を有している前記複数の支持くさびのそれぞれにある前記出口部と、冷媒が前記軸に入るときに通る前記オリフィスとの間に延在して移送時に冷媒が通過することができる管路を存する第２のマニホルドという２つのマニホルドである請求項４記載のシステム。
６．軸方向の孔があいている軸と、孔があいている軸に取り付けられ、複数の磁極を有する回転子と、複数の磁極のそれぞれの間に位置しており、その中の少なくとも１つは孔を有している複数の支持くさびとを有する発電機で熱を消散する方法において、軸を通して冷媒を移送する過程と；軸にある少なくとも１つの放射状に延出するオリフィスから１本又は複数本の管路と、複数の支持くさびのうちの少なくとも１つにある孔とを通して冷媒の少なくとも一部を移送する過程と；冷媒を受け入れた複数の支持くさびのそれぞれから１本又は複数本の管路を通して軸にある少なくとも１つの放射状に延出するオリフィスへ冷媒を戻す過程とから成る方法。
７．軸方向の孔があいている軸と、孔があいている軸に取り付けられ、複数の磁極を有する回転子と、複数の磁極のそれぞれの間に位置しており、その中の少なくとも２つは孔を有している複数の支持くさびとを有する発電機で熱を消散する方法において、軸を通して冷媒を移送する過程と；軸から、孔を有している複数の支持くさびのうちの少なくとも１つにある孔を通して冷媒を移送する過程と；軸から冷媒を受け入れた複数の支持くさびのそれぞれから前記複数の支持くさびの少なくとも１つの別のものへ冷媒を循環させる過程と；冷媒を軸に戻す過程とから成る方法。